制丝车间的烟尘与异味治理技术研究

制丝车间的烟尘与异味治理技术研究

高俊峰

身份证号码： 411102198502140014

  摘要：卷烟厂制丝车间是卷烟生产过程中的重要环节，但也是烟尘和异味产生的主要区域。随着环保法规的日益严格和公众环保意识的增强，制丝车间的烟尘与异味治理成为卷烟厂亟需解决的问题。本文综述了当前制丝车间烟尘与异味的主要来源，分析了现有治理技术的优劣，并探讨了新型高效治理技术的研发与应用前景。

  关键词：制丝车间；烟尘；异味；治理技术

  引言

  卷烟厂制丝车间在生产过程中涉及烟丝加热、切丝、润叶、松散、加香、回潮等多个工艺步骤，这些过程均会产生大量粉尘和异味气体。这些污染物不仅影响车间工作环境，还可能对周边空气质量造成不良影响。因此，开发高效、经济、环保的烟尘与异味治理技术对于卷烟厂的可持续发展具有重要意义。

  1.制丝车间烟尘与异味的主要来源

  1.1烟尘来源

  在卷烟制造的制丝车间内，烟尘的产生是一个复杂而多源的过程。主要来源包括以下几个方面：（1）烟丝加热过程：当烟叶被切割成烟丝后，会进行一系列的加热处理，以调整其湿度和温度，从而便于后续的加工。在这个过程中，烟丝表面的物质可能会因高温而分解，产生微小的固体颗粒，即烟尘。（2）切丝工序：烟叶被切割成细丝时，切割设备与烟叶之间的摩擦会产生一些细微的粉尘，这些粉尘包含烟叶的碎片和其他加工副产品。（3）干燥与冷却：烟丝在加工过程中需要经过干燥和冷却步骤，以去除多余的水分并达到理想的含水率。这一过程同样可能产生烟尘，尤其是在烟丝快速冷却时，空气流动带动烟尘扩散。（4）输送系统：制丝车间内的物料输送系统，如传送带和风送管道，在物料移动的过程中也可能搅动空气，使原本沉积的烟尘再次悬浮起来。

  1.2异味来源

  制丝车间中异味的产生主要与烟草原料及加工过程中的化学变化有关：（1）加湿与排潮：为了控制烟丝的物理特性，如柔韧性和可加工性，通常会在烟丝中加入水分。这一加湿过程会激活烟草中的某些成分，使其更容易挥发。同时，在排潮过程中，随着水分的蒸发，挥发性有机化合物（VOCs）也会被释放出来。（2）混丝工艺：不同类型的烟丝混合时，各自携带的气味相互融合，有时会产生新的、更为复杂的气味组合。（3）加香工序：为了改善烟草的口感和香气，制丝过程中会添加各种香料。这些香料含有多种挥发性化合物，它们在加香过程中会被释放到空气中，成为异味的主要来源之一。（4）烟草本身的挥发性有机物：烟草植物本身就含有丰富的挥发性有机物，如酚类、酮类、醇类等，这些物质在加热、切割、混合等加工环节中更容易挥发，导致车间内出现刺激性气味。

  2.现有治理技术及其优劣分析

  2.1光解法

  光解法是一种先进的空气净化技术，它巧妙地利用了高能紫外线（UV）的特性，以实现对环境中异味气体的有效治理。当高强度的紫外线照射到这些气体时，能够激发一系列复杂的光化学反应，这些反应在催化剂的作用下加速进行，导致异味气体分子的化学键断裂，从而破坏了它们原有的分子结构。这种分子级别的破坏，使得原本有害或产生异味的气体转变成了更稳定且无害的化合物，如二氧化碳（CO2）和水（H2O），这两种产物是自然界中普遍存在的，对人体和环境都无害。

  光解法的技术优势在于其处理效率显著，能够快速响应并有效净化空气中的目标污染物。此外，由于其设计的精巧性，日常维护工作相对简单，降低了运行成本和维护复杂度。然而，该技术并非没有局限性，它的处理能力在面对大流量或高浓度的气体时可能显得力不从心，这是因为高浓度的污染物会吸收过多的紫外线能量，降低光解效率，同时也会增加设备的负担。

  因此，光解法最适宜应用于处理中小气量和低浓度的气体净化任务，例如在家庭、办公室、小型工业设施或是其他需要局部空气净化的场合。在这些环境中，光解技术能够充分发挥其高效、低维护的优势，为用户提供一个清新、健康的空气环境，同时确保了操作的安全性和经济性。

  2.2化学洗池法

  化学洗涤法，作为一种广泛应用的空气污染控制技术，其核心原理在于利用特定的化学溶液与含有异味或其他有害物质的气体进行直接接触。在这个过程中，气体中的污染物被溶液所吸收，或者与溶剂中的化学物质发生反应，从而被转化或中和为无害的化合物。这种方法不仅能够去除异味，还能有效地处理诸如硫化氢、氨气、有机挥发物等有害气体，确保排放至大气中的气体达到环保标准。

  化学洗涤法的主要优点之一是其设备设计紧凑，占地面积小，这使得它在空间受限的环境中仍能有效部署。此外，相较于其他净化技术，化学洗涤法的初期投资成本相对较低，运营成本也较为经济，特别是在处理低浓度污染物时更为明显。更重要的是，随着自动化技术的发展，化学洗涤系统可以轻松实现全自动化控制，大大减少了人力需求，提高了操作的便利性和安全性。

  然而，化学洗涤法并非完美无缺，它的一个显著缺点是处理效率通常较低，尤其是在处理高浓度或难以溶解的污染物时，其效率往往低于80%。这意味着对于某些高污染程度的应用场景，可能需要结合其他净化技术以达到更严格的排放标准。此外，化学洗涤法还可能产生二次污染问题，即洗涤过程中生成的废液需要进一步处理，以避免对环境造成新的负担。

  2.3高效交叉流洗池法

  高效交叉流洗池法（High-Efficiency Cross-Flow Scrubbing System）是一种先进的空气污染控制技术，它特别针对异味物质的去除而设计。这一方法的核心在于其独特的气液接触方式以及超薄气液物质转移技术的运用。传统洗池法中，气液两相的接触面积和时间限制了处理效率，而高效交叉流洗池法则通过优化气液流动方向和路径，极大地增加了接触面积和效率，实现了在极短的时间内，以最小的水耗量快速去除异味物质的目标。

  在高效交叉流洗池系统中，气流和液流呈交叉流动，这种设计保证了气体中的污染物分子有足够机会与洗涤液充分接触，促进了高效的传质过程。超薄气液物质转移技术则意味着气液界面的厚度被减到最小，加快了异味物质从气相向液相的转移速度，从而显著提升了处理效率。这种技术不仅可以迅速去除烟气中的氨、硫化氢、有机酸等异味成分，而且对于一些挥发性有机化合物（VOCs）也有良好的处理效果。

  除了高效率，高效交叉流洗池法还具备出色的稳定性和较低的维护成本。由于其设计上的优化，系统运行更加平稳，不易受到外界条件变化的影响，长期运行的可靠性得到了保障。同时，简化的设计降低了维修和维护的复杂度，减少了停机时间和维护成本，使得整个系统的经济性更加合理。对于工业应用而言，尤其是烟草行业，这些优势意味着更低的运营成本和更高的生产效率。

  3.新型高效治理技术的研发与应用

  3.1多级综合治理方案

  在面对大型卷烟厂复杂且多样化的废气排放挑战时，多级综合治理方案提供了一种全面而有效的应对策略。首先，静电除尘器作为前处理步骤，精准捕捉并去除废气中的大颗粒物，为后续的深度净化创造有利条件。随后，生物洗涤塔上场，利用微生物的生物化学作用进行初步脱臭，有效分解烟气中的部分异味成分，为后续处理减轻负担。

  接着，活性炭吸附技术和UV光催化氧化技术的结合，成为了处理挥发性有机化合物（VOCs）的关键环节。活性炭因其巨大的比表面积和强大的吸附能力，可以捕获多种VOCs；而UV光催化氧化则利用紫外线和催化剂协同作用，将捕获的VOCs进一步氧化分解，转化为二氧化碳和水，实现深度净化。最后，低温等离子体技术作为收尾手段，专门针对残留的难降解恶臭分子进行裂解，确保废气排放达到严格的标准。

  3.2紧凑集成化解决方案

  对于空间和预算有限的中小型卷烟厂，紧凑集成化解决方案提供了高效灵活的废气处理途径。该方案集预过滤、化学吸收和热力氧化于一体，不仅节省了空间，还提高了处理效率。预过滤装置首先拦截较大颗粒物，保护后端设备免受损害。化学吸收塔利用化学试剂与废气中的污染物反应，实现初步净化。而热力氧化炉（RTO）则是关键的处理单元，通过高温焚烧彻底破坏有机化合物的结构，同时回收燃烧过程中产生的热量，用于加热进气或其他工艺需求，有效降低了整体能耗。

  3.3循环经济与节能减排设计

  在循环经济和节能减排的理念引导下，某卷烟厂的废气处理系统被设计成一个闭环的生态链。负压密闭式收集系统确保了废气的完全捕获，避免了污染物的逸散。冷凝器的应用则回收了废气中的水分和溶剂，减少资源浪费。生物滴滤塔利用微生物的生物降解作用，进一步净化废气，实现生物循环。此外，余热回收系统将处理过程中产生的热量收集起来，用于预热进气或其他热能需求，实现了能源的再利用，极大地提高了能源效率，减少了碳排放，体现了绿色制造的精神。

  通过上述三种方案，卷烟厂不仅有效控制了废气排放，还最大限度地减少了对环境的影响，同时实现了资源和能源的循环利用，展现了现代工业在环保领域的创新实践和可持续发展承诺。

  结语

  制丝车间的烟尘与异味治理是卷烟厂环保工作的重要组成部分。现有治理技术各有优劣，需根据实际情况选择合适的治理方案。未来，随着环保法规的不断严格和技术的不断进步，新型高效治理技术将不断涌现，为卷烟厂的可持续发展提供有力支持。

  参考文献 

[1] 王燕庆. 卷烟厂异味处理系统控制方式的优化改进[J]. 烟草科技,2012(6):27-30.

[2] 闫丹. 探讨卷烟厂异味处理系统控制方式的优化改进[J]. 中国科技投资,2017(22):280.

[3]杨楚辉. 烟草车间除尘及除异味系统施工与调试技术研究 [J]. 中国设备工程, 2020, (15): 139-140.