香精香料解決方案
2021-09-16
香精香料行業廢氣的形成
香料是能被嗅出香氣或嘗出香味的物質。香精是一種由人工調配出來的含有幾種、十幾種乃至幾十種香料的混合物，
或由發酵、酶解、熱反應等方法制得的含有多種香料的混合物。香精香料工業屬于精細化工，與一般化工相比，具有品
種多、更新換代快、產量小等特點，大多以間歇方式生產。
香精香料生產中使用的原材料主要為乙醛、乙醇、甲苯等有機原料，種類繁多。產生的廢氣含有醛類、醇類、酮類、
酯類、酸類、醚類等有機廢氣，且具有種類多、成分復雜、異味明顯的特點。隨著環保要求的提高，如何有效控制廢氣
污染消除異味成為香精香料生產企業亟待解決的問題。
香精生產工藝中的液體香精生產部分主要是異味問題，而在其生產過程中異味問題的不斷變化是一個比較棘手的問題。
臭氣濃度是一個較為定性的指數，在不同的情況可能得出的臭氣濃度數值差異很大，而對于香精生產出現的異味問題主要
是由于有機物產生的，因此能否有效的建立非甲烷總烴的濃度與臭氣濃度的關系成為項目終能否成功的關鍵。而香精行業
往往出現的問題是VOCs的濃度比較低，但臭氣濃度卻很高，也就是污染物的嗅域值都很低，如何處理這些低嗅域值的物質
成為行業的難題。而對于香料生產而言，主要的難題包括了顆粒物的濃度、較高的VOCs濃度已經不穩定的生產工況。
“香精香料生產廢氣主要以鹵化烴、醇、酚、醚、酸、酯、內酯、醛、酮、縮醛(酮)、腈、雜環等。合成香料的分
子量在50～300之間,分子量愈大,揮發性愈小,香氣就減弱。分子結構的微小變化包括取代基的位置不同、幾何異構、立體異
構等均可導致香氣差異,如香蘭素(3-甲氧基-4-羥基苯甲醛)具有愉快的香莢蘭豆香氣,而其異構體2-羥基-3-甲氧基苯甲醛則有
類似苯酚樣的不愉快氣味。”
香精香料行業廢氣治理流程
1廢氣產污環節分析該企業主要從事液體香精、粉末香精和膏體香精的復配，生產過程均為物理攪拌，無化學反應，
使用的原輔材料主要有各種香料、食用酒精、丙二醇、色拉油、麥芽糊、玉米淀粉等。香精生產企業生產的品種繁多，
因此廢氣成分復雜多變，但是主要代表性物質均為酯、醛、烯烴和酮，部分香精生產過程可能排放含硫醚、硫醇等刺
激性臭味物質。根據現場實地調查，該企業主要廢氣來源和排放特點見表1。
2廢氣治理現狀及存在問題
企業現有2個生產車間，一車間生產甜味液體香精，二車間生產咸味香精(液體、粉末、膏體)和甜味粉末香精。生產
的廢氣主要包括無組織廢氣和有組織廢氣。無組織廢氣主要來自敞口生產設備以及人工轉料和包裝過程，該部分廢氣均
為間歇性排放，且污染物濃度波動較大，收集處理難度較大;有組織廢氣來自二車間的粉末香精干燥過程。各車間廢氣收
集處理現狀見表2。
由于生產過程無化學反應，廢氣以香精香料自身氣味為主，因此所排放廢氣中有機物含量較低，但異味較大且吸附性
強。調查發現，二車間生產區域的異味較一車間更重。現場對車間各區域換風系統和干燥機排氣口的臭氣濃度、TVOC、排
氣量進行了檢測，結果見表3。
3廢氣收集系統改造
一、二車間內劃分了多個相互隔離的作業區域，其中攪拌桶、反應釜等生產設備的廢氣均無組織排放。由于香精產品
種類多、產量小，現有間歇式、敞開式生產工藝難以改為連續化、自動化、密閉化生產工藝。為防止新增廢氣收集裝置污
染食用香精，廢氣收集系統的改造仍利用現有換風系統，同時新增一套變頻風機收集各區域排風機出口廢氣。各股廢氣設
計流量見表4。
香精香料廢氣治理設備選型
該企業排放的廢氣凈化處理屬異味治理范疇，常見的凈化工藝包括水吸收、活性炭吸附、蓄熱式焚燒、低溫等離
子體凈化等。水吸收的凈化處理效率主要取決于污染物的溶解度、蒸汽壓等物理屬性，其凈化效率不高，常用作預處
理措施。活性炭吸附主要用于回收有機物，本項目中有機物排放總量較低但異味較大，采用活性炭吸附實際處理效果
較差，且產生大量的危險固廢。蓄熱式焚燒和低溫等離子技術具有凈化效率高、無二次污染等優點，在精細化工行業
正得到越來越大范圍的應用，2種工藝的對比分析見表5。
蓄熱式焚燒凈化工藝是有機廢氣和異味處理的終手段，但是該企業日常生產周期僅8h，且有機物實測濃度較低，
如果采用蓄熱式焚燒工藝，則運行成本過高，因此不宜直接采用RTO爐高溫焚燒處理。現場試驗表明，介質阻擋放電低
溫等離子體對有機物濃度較低的廢氣具有良好的凈化處理效率，且運行成本低，操作維護簡單，可與生產裝置同開同
停,因此終選定采用水吸收+低溫等離子體+水吸收凈化工藝，處理流程見圖1。
該工程于2020年7月底竣工，經過半年多的運行，系統運行穩定，裝置投運后廢氣擾民投訴顯著減少。9月18~19日，
企業對廢氣處理裝置運行情況進行了現場檢測，裝置出口排氣量均值為20537m3/h，臭氣濃度由1738降為130，凈化效
果高達92.5%。廢氣處理檢測結果見表6。
設備運行主要消耗為電費，循環水泵功率為6kW，風機功率為37kW，等離子凈化設備功率為40kW，廢氣處理裝置年
運行時間為2400h，每度電0.8元，電極工作負荷為90%，電費共計：(6+37+40)×2400×0.8×0.9=14.3萬元/a。
6結論
對于成分復雜、有機物濃度低、風量大的香精香料生產廢氣采用“水吸收+介質阻擋放電低溫等離子體”凈化工藝
是技術可行、經理相對合理的選擇。現場運行數據表明：凈化裝置出口臭氣濃度、非甲烷總烴符合DB32/3151—2016
《化學工業揮發性有機物排放標準》的要求，有效控制了香精生產廢氣對周邊區域的不良影響，取得了較好的環境效應，
對改善區域大氣環境質量具有十分重要的意義。
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