硫酸鹽法制漿臭氣環境影響與環保措施
摘要：硫酸鹽法生產本色漿的生產工藝主要包括制漿工藝和配套的堿回收工藝，在制漿蒸煮和堿回收過程中均會產生不同濃度的臭氣，對大氣環境產生一定的不良影響。本文主要以某公司硫酸鹽制漿技改項目環境影響評價為例，簡要介紹硫酸鹽法生產本色漿過程中產生的臭氣對空氣環境的影響以及擬采取的環保治理措施。
關健詞：硫酸鹽法制漿；臭氣；環境影響；環保措施
1 引言
硫酸鹽制漿主要包括備料工段、蒸煮工段、洗選工段及配套的堿回收。硫酸鹽制漿廠生產過程中產生臭氣的主要工序是蒸煮工段和堿回收。公司采用的DDS置換蒸煮工藝，DDS工藝過程包括裝料、溫充、熱充、升溫/保溫、置換、泵放等步驟。公司采用先進的數字控制技術，對偏流、槽區液位的預測、放鍋過程堵塞預測等技術問題起到很好的預防作用，降低臭氣的產生濃度。為減少蒸煮噴放臭氣的溢出，減少廢氣污染，項目設置臭氣回收系統，將小放氣和槽罐廢氣收集洗滌后與蒸發工段臭氣一起送堿回收爐燃燒。項目堿回收采用技術先進、成熟可靠的蒸發、燃燒、苛化工序處理制漿黑液，并在回收過程中加入芒硝(Na2SO4)，以補充生產過程中化學藥品的損失。為滿足生產、環保和節能的要求，車間采用成熟的國產板式降膜蒸發器、單汽包低臭型堿回收爐、白液壓力過濾器、預掛式白(綠)泥真空過濾機等，并在設計中考慮了高、低濃度臭氣的收集、輸送和處理，在堿爐煙囪安裝臭氣自動燃燒器，當臭氣在堿爐燃燒不完全或發生堿爐故障時，臭氣自動燃燒會自動起動，避免臭氣未經燃燒處理，直接外排對環境空氣的影響。
2 臭氣污染源分析
硫酸鹽制漿臭氣污染物質的排放點主要是蒸煮鍋、噴放鍋、洗漿設備、黑液蒸發系統、堿回收爐等。各排放點產生臭氣濃度不同，臭氣分為高濃度臭氣與低濃度臭氣，高濃度臭氣來源于堿回收爐與石灰窯，屬有組織排放源。低濃度臭氣主要來源于蒸煮小放氣、噴放放氣、黑液提取及洗篩、蒸發站污冷凝水氣提、各黑液槽等，屬無組織排放。硫酸鹽法制漿過程產生的氣體排入大氣形成獨特的硫酸鹽漿廠的臭味。臭氣主要的成分為硫化氫（H2S）、甲硫醇（CH3SH）、甲硫醚（CH3SCH3）、二甲二硫醚（CH3SSCH3）等，統稱為總還原硫（TRS）。項目采用間隙蒸煮工藝，每噸風干漿還原硫化物的產生情況見表1。
表1 硫酸鹽漿廠排放的還原硫化物的數量 單位：kg/Adt
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3 臭氣環境影響及環保措施分析
3.1 臭氣中各污染物的理化性質及毒性
硫酸鹽制漿臭氣中主要污染氣體的物理化學性質見表2。
表2 臭氣污染物標準狀態下的物理化學性質
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硫酸鹽制漿臭氣中，硫化氫毒性相當高，具有臭雞蛋氣味，除了會引起局部刺激外，還危害呼吸器官，會引起血液中毒現象；甲硫醇具有極大的惡臭味，一般有催眠作用，高濃度會麻痹中樞神經，人體反復吸入甲硫醇后，由于它與身體組織中的重金屬有極強的親和性，能使生命所必需的微量元素失去活性而排泄；甲硫醇能被皮膚吸收，長期接觸有致癌作用，還能使人體蛋白質發生變質；二甲二硫醚有惡臭氣味，易使中樞神經受損，但毒性較小，一般不會使人體中毒。
3.2 項目技改前臭氣環境影響分析
項目技改前沒有采取任何臭氣治理措施，在進行項目技改環境影響評價時，對廠界臭氣及硫化氫做了現狀監測，廠界臭氣濃度及硫化氫濃度監測值分別見表3和表4。
表3 廠界臭氣濃度監測結果
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表4 廠界H2S濃度監測結果 單位：mg/m3
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監測結果表明：廠界臭氣超標，對區域環境空氣質量影響較大，影響周邊居民的生活及身體健康；H2S濃度未超標，但由于H2S沸點很低（-59.6℃），非常容易揮發，并且嗅覺閾值極低（0.4～5ppb，折0.00067～0.008mg/m3），是極臭的氣體。雖然H2S廠界濃度未超標，但已超過了人的臭覺閾值，也對廠界外居民產生了不利影響。
3.3 項目技改采取的臭氣治理措施
項目擬配套建設的臭氣收集、輸送、洗滌與處理系統，采用堿液洗滌和燃燒的方式來減少臭氣排放量。
（1）臭氣收集
蒸煮臭氣、蒸發站污冷凝水氣提臭氣、蒸發站蒸發罐臭氣屬高濃臭氣；制漿車間洗漿機、泡沫槽，蒸發站各黑液槽、冷凝水槽及苛化各白液槽、綠液槽等散放的臭氣屬低濃臭氣。一般每一散發源裝設收集系統，并將散發源連接起來，進行集中處理。
（2）臭氣輸送
臭氣輸送過程中，高濃度不凝臭氣（NCG）易發生爆炸。主要是由于高濃臭氣混入空氣，使NCG處于爆炸范圍之內造成的。為了保證安全，臭氣燃燒裝置在設計時應防止空氣漏入，系統的全部部件應當密封。在正常情況下氣體的濃度在爆炸范圍之外，但為了進一步防止發生火災，在產生NCG的幾個環節（比如蒸煮鍋噴氣點），應裝有火焰防止裝置，防止火災擴散，減少管線設備損傷。為了防止NCG爆炸損傷管線，管線上應裝有防爆板。工業標準規定，每30mNCG管線上裝一塊防爆板，且裝在安全位置上，防爆板裂時要及時排空管線中的NCG。低濃度不凝臭氣經過空氣進一步稀釋，可用普通管線輸送。大量低濃度不凝臭氣系統上，裝有可燃物濃度監控器，保證在任何時候不凝氣中的可燃物濃度低于爆炸限度。在系統投入運行、可燃物濃度超過爆炸下限的50%時，系統應進行排空或暫停，直到問題解決。
（3）臭氣洗滌
臭氣洗滌的目的在于除去臭氣中的部分硫化物和殘余水蒸汽，以便進一步回收硫和冷卻氣流，減少氣流體積，同時要防止松節油煙霧引起燃燒裝置故障。洗滌液可以用堿液或白液，用填料塔進行逆流洗滌。
（4）臭氣燃燒
燃燒法是將收集的惡臭氣體送到鍋爐、石灰窯或堿回收爐內燃燒分解，也可用獨立的燃燒器燃燒。
①石灰窯燃燒
石灰窯燃燒臭氣的優點是白泥可以吸收SO2，排放的SO2可通過石灰窯煙氣洗滌器去除；缺點是白泥吸收SO2的能力是有限的；石灰窯同時燃燒臭氣和含硫量高的燃料，使SO2負荷過高，石灰窯SO2排放量大；臭氣在石灰窯中燃燒，產生或加速石灰窯的結圈，難以使全部臭氣全部燃燒分解完，外排臭氣的濃度仍然較高。
②動力鍋爐燃燒
動力鍋爐燃燒臭氣的優點是故障較少；缺點是燃燒臭氣會增加鍋爐SO2的排放量；鍋爐后部的溫度過低，低于160℃會產生亞酸霧，產生嚴重的腐蝕作用。
③堿回收爐中燃燒
堿回收爐燃燒臭氣的優點：從理論上說，堿回收爐是燃燒臭氣的最好地方。含硫臭氣被燃燒熱解，硫被轉化成為熔融物Na2S，并且煙氣中的SO2濃度比在石灰窯燃燒排氣中低得多。堿回收爐燃燒臭氣的缺點是必須要有周密的防爆預防措施，并且運行維護技術要求高。
④燃燒器中然燒
臭氣可在專設的燃燒器中燃燒，優點是可與運行的其他設備分開，消除在工廠的生產設備中燃燒臭氣的復雜性。其缺點是投資和運行費用較大、還必須增設SO2洗滌器，這將進一步增加投資和運行費用。
3.4 小結
在對各種臭氣處理措施進行對比后，項目技改將蒸煮臭氣、蒸發站污冷凝水氣提臭氣、蒸發站蒸發罐高濃度臭氣與制漿車間洗漿機、泡沫槽、蒸發站各黑液槽、冷凝水槽及苛化各白液槽、綠液槽等散放的低濃臭氣分別收集，經稀白液洗滌后與堿回收工序臭氣一起風送至堿爐內燃燒。臭氣運輸過程中設有防爆裝置火焰滅阻器。當堿回收爐發生故障時，系統自動起動安裝在堿回收爐頂部的一個類似火炬的臭氣燃燒器裝置，大大降低了外排臭氣的濃度。
4 結論
硫酸鹽制漿臭氣的產生環節較多，幾乎貫穿整個硫酸鹽制漿過程，臭氣成分復雜、毒性大、環境影響大。針對各臭氣產生環節，采取臭氣收集措施，將臭氣用堿液洗滌后輸送到堿回收爐燃燒。經采取相應的臭氣處理措施后，臭氣濃度可大大降低，可以減輕臭氣對環境的影響。
參考文獻
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