化学合成原料药企业废气治理技术
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作者:关小敏 柳超
摘要：我国已成为化学原料药世界第二生产和主要出口国，但生产过程中产生的酸碱废气、VOCs及恶臭气体会影响大气、土壤环境等，基于此，本文总结了目前国内化学合成原料药比较常见的废气处理技术，分析了每种处理技术的适用条件、处理效果及优缺点，以期为企业废气处理提供参考。
关键词：化学合成原料药;酸碱废气;VOCs;恶臭气体
中图分类号：X787 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）05-0-01
DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.05.066
Analysis on waste gas treatment technology of chemical synthetic API enterprises
Guan Xiaomin1，Liu Chao2
（1.Hu'nan Chuanhan Environmental Protection Technology Co.，Ltd.，Changsha Hu’nan 410000，China;
2.Hubei Jingmen Solid Waste Disposal Management Center，Jingmen Hubei 448000，China）
Abstract：China’s chemical raw material medicine has become the world’s second production and major exporter. The acid-alkali waste gas， VOCs and malodorous gases generated during the production process will affect the atmosphere and soil environment.Treatment technology， analysis of the applicable conditions，treatment effects and advantages and disadvantages of each treatment technology，to provide a reference for the enterprise’s waste gas treatment.
Key words：Chemical synthesis;Acid-base exhaust;VOCs;Stench gas
近年来，随着人们生活水平的提高，各行各业都在快速地发展当中，化学合成原料药行业也在快速发展，我国已成为化学原料药世界第二生产和主要出口国，但在快速发展的同时也出现了一些环境问题，其中废气污染成为最主要的环境问题之一。化学原料药企业产生的废气大致分为酸碱废气、挥发性有机废气（Volatile Organic Compounds，以下简称为 VOCs）、恶臭气体。各类废气排放过程具有不规律和间歇性，且VOCs具有易燃易爆、毒性大、难降解、范围广以及排量大等特点，直接排放对周边居民生活、工作人员的健康产生影响，且对大气、土壤、地表水环境等有影响。
1 废气来源
化学合成原料药企业废气主要来源于化学合成和提纯工艺，其生产关键性特点是整个生产的过程存在高毒害性、高危险性以及高污染性。大部分化学原料药生产会使用具有腐蚀性、有机溶剂等原材料，原材料在一定条件下通過缩合、取代、酰化、氧化还原等化学反应得到具有一定药效的产品，再通过浓缩、结晶、分离、干燥等工序提纯，得到符合指标的原料药。一般化学合成会产生酸碱废气、VOCs和恶臭气体，浓缩、分离、干燥等会产生VOCs和恶臭气体。酸碱废气包括硫酸雾、氯化氢、氯气、氰化氢、硫化氢、氨气等，有机废气包括酮、烃、卤代烃、醇、醛、酯、醚、酚、苯及苯系物等，恶臭气体包括硫化氢、氨以及物料本身异味。应根据废气种类、物化性质及废气量确定不同的处理工艺。
2 化学合成原料药废气处理工艺
2.1 吸收法
吸收法是利用废气中各混合组分在选定的吸收剂中溶解度的不同，或其中一种或多种组分与吸收剂中活性组分结合，将有害物从废气中分离、净化的方法。吸收法可去除酸碱废气、VOCs及恶臭气体。应用较广泛的是用水作为吸收剂，可吸收水溶性较强的酸碱废气及VOCs，如甲醇、乙醇、氯化氢、氨等，同时还可回收有用的有机溶剂或副产品，如水吸收乙醇达到一定浓度后，再精馏回收乙醇;氯化氢废气可用降膜法吸收得到30%左右的盐酸。该方法适用于各种风量、低中高浓度的废气处理。优点：一次性投资低、工艺成熟、设备简单;缺点：工艺比较复杂、占地大，吸收效率有时不高，吸收液需再次处理，否则会造成二次污染。
2.2 吸附法
吸附是利用多孔性固体吸附剂处理气态污染物，使其中的一种或几种组分，在分子引力或化学键力的作用下，被吸附在固体表面，从而达到分离的目的。其中应用最为广泛的是活性炭，活性炭对大分子VOCs吸附能力较强，如苯及苯系物、醇（乙醇、丁醇等）、烷烃（癸烷、庚烷等）、醚、酯、卤代烃（三氯甲烷、二氯甲烷等），饱和吸附容量均大于20%。对于小分子有机物如甲醇、甲酸、丙烷、丙烯、丙酮、丁酮、乙醛等吸附量较小，饱和吸附容量均小于10%。活性炭还能去除恶臭气体，如硫化氢、甲硫醇等。吸附法多用于低浓度、小风量的有机废气处理。优点：适用范围广，对大部分VOCs均具有较高的吸附效率，设备和工艺简单，一次性投资低;缺点：运行成本高、吸附容量有限且再生困难、易失活且存在二次污染。
2.3 低温等离子体技术
低温等离子技术通过高压脉冲放电获得大量高能电子、离子、激发分子和自由基等活性粒子，这些高能粒子以极快的速度反复轰击废气中的有害气体分子，破坏有机物的部分化学键，如C-H和 C-C键等，通过氧化等一系列复杂的化学反应，使复杂大分子污染物转变为一些小分子的安全物质或使有毒有害物质转变为无毒无害或低毒害物质[1]。该方法适用于大风量、低浓度VOCs和恶臭气体的处理，能有效去除恶臭气体，除臭效率可达99%以上。优点：工艺简单、能耗较低、处理速度快、运行费用低、占地少、去除率高等;缺点：不能处理易燃易爆有机废气、一次性投资高，单独处理有机废气时，会有副产物产生。 2.4 紫外光（Ultraviolet light，简称 UV）催化氧化
UV光解净化工艺利用高能紫外线光速照射有机废气及无机恶臭气体分子键，裂解气体物质如：苯及苯系物、烃、脂、氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳、苯乙烯等分子键，使呈游离状态的污染物原子与臭氧氧化成小分子无害或低害物质，如二氧化碳和水等。主要适用于中低浓度、中小风量的VOCs及恶臭气体的处理。优点：运行成本低，能耗低、便于维护和安装，能高效除恶臭，脱臭效率可达99%以上;缺点：对高浓度、大风量的处理效果不佳、催化剂容易失活。
2.5 再生热氧化分解器（Regenerative Thermal Oxidizer，简称RTO）[2]
RTO基本原理是在高温下将有机废气氧化生成二氧化碳和水，从而净化废气，并回收分解时所释出的热量，以达到环保节能的双重目的。RTO主要适用于处理中高浓度VOCs，同时可以去除恶臭气体，净化率一般在98%以上。优点：处理废气流量弹性大、净化效率高、可实现全自动化控制、运行稳定;缺点：一次性投资高、容易产生二次污染，不能彻底净化处理含硫含氮含卤素的有机物。
2.6 冷凝法
冷凝法是一种废气预处理技术，主要利用物质在不同温度下具有不同饱和蒸汽压的性质，采用降低系统温度或提高系统压力的方法，使处于蒸汽状态的污染物冷凝下来并从废气中分离出来的过程。该方法适用于处理浓度在10g/m3以上的高沸点VOCs。优点：技术简单、回收率高、并可回收废气中的有机溶剂。缺点：投资大、能耗高、运行费用大，冷凝后尾气仍有一定的浓度，需进一步處理，对高挥发和中等挥发性的VOCs的净化效果不理想。
3 结语
不同化学合成原料药企业产生的废气种类、浓度和气体流量均不同，处理技术也比较多，每种处理技术都有优缺点，建议尽可能对有经济价值的废气进行回收，将多种治理技术和回收利用技术进行综合应用，实现经济效益和环境效益双赢，同时要不断加强废气处理的理论研究与技术开发，减少化学合成原料药企业废气污染物的排放。
参考文献
[1]吴定凯.有机废气处理技术新进展[J].建筑工程技术与设计，2016（036）：2672.
[2]李佳，缪伟.医药车间废气的净化处理[J].医药工程设计，2016，037（003）：58-62.
[3]王春艳，王帅，汪海鹏，等.工业有机废气污染的主要危害及防治策略[J].环境与发展，2018，30（11）：49-50.
[4]袁力，许钰娟，高炅杨，等.关于有机废气的净化治理与回收的研究[J].环境与发展，2019，31（02）：50-51.
收稿日期：2020-04-09
作者简介：关小敏（1984-），女，汉族，硕士研究生学历，注册环境影响评价工程师，研究方向为工程项目环境影响评价。
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