植物精油除臭技术与设备在异味治理中的应用

2017-06-08江淦福朱友良

中国环保产业 2017年5期

关键词：臭味冷却塔精油

江淦福，李谋，朱友良

（普罗生物技术（上海）有限公司，上海 201201）

植物精油除臭技术与设备在异味治理中的应用

江淦福，李谋，朱友良

（普罗生物技术（上海）有限公司，上海 201201）

随着VOCs治理的发展，植物精油除臭技术也不断得到市场认可。植物精油的质量和先进的应用设备及两者之间的集成是植物精油除臭技术成功应用的关键。文章列举了两个实用案例，证明了植物精油除臭技术的可操作性。

植物精油；臭味治理；气相雾化设备；低压气动雾化设备；风炮

1 臭味治理现状

随着社会的发展，人们对环境污染的认识也越来也深刻，对于VOCs及臭味的治理也提出了更高的要求。目前国内外的除臭方法大体可分为化学除臭法、物化除臭法和生化除臭法等几类，此外，植物液喷淋作为无组织大面积开放空间的臭气控制方法近几年也得到一定的应用[1]。

植物精油除臭在国内发展已近十年，但市场一直较混乱，产品鱼目混杂。除臭作为VOCs治理的一个分支，在近年才被业内认可，除臭产品及技术亟需规范。植物精油除臭技术的核心是以天然植物提取液作为除去臭味的工作液，配以先进的应用设备，捕捉异味分子，并迅速分解成无毒、无味分子, 以达到除臭的目的[2]。

2 植物精油除臭技术

2.1 植物精油

2.1.1 植物精油的来源

精油是通过一些物理方法从有气味的单一植物物种中分离出的主要挥发性物质。从大量植物物种中鉴别出的精油超过3000种，已经商业化的有几百种。其中，有些是极为罕见的，量只能以千克计，例如，紫罗兰精油、当归根油。

精油来自于植物的各种部位，如叶、果实、树皮、根、草、木材、心材、树胶、香脂、浆果、种子、花和芽。对这些植物部分进行处理，以得到其精华或精油，这些精华或精油几乎不含纤维素、甘油、淀粉、糖、鞣质、盐和矿物质，尽管植物中含有这些物质。

精油的使用与香料、香精相同，但是取自精油的或以精油为基础的产品大量用于特定应用。精油经过浓缩、精馏、萃取或化学处理，以进一步分离重要成分，净化、调整属性或增加重要香精或香料成分的浓度。精油对于气味控制的多功能性使得其成为可接受的且有效的技术。正确的混合和选择精油本身就是一门科学。天然油的高成本、实用的波动性、某些油脂的高成本已推动用户寻求替代品。然而，也存在一种远离合成油的趋势，因为大多数情况下，完全的复制在技术上、美学上或经济上不可行。

2.1.2 植物精油除臭应用机理

科学界曾经认为精油只是很好的掩蔽剂，不能中和异味。但测试表明，某些精油具有消除特定恶臭的能力。例如，冬青油可以中和难闻的烟草气味，杜松油可以消除黄油和牛奶脂肪的恶臭味。

不仅精油的类型重要，精油产生的地点也很重要，因为相似的油不一定具有相同的化学成分。例如：互叶白千层（茶树精油）在三个大洲都能找到，但是生产药品所需的治疗效果仅在澳大利亚新南威尔士州Lismore地区生产的油中才发现。很明显，许多精油正用于气味控制，这已不容置疑。

使用精油进行非掩蔽气味控制的工作原理非常复杂。然而，使用美国OMI公司的Ecosorb 类以水为基础的植物精油产品进行空气处理时，局部应用基本上变成了弱静电结合、吸附、吸收、气相溶解度增强和酸碱反应的功能。油与水混合并喷入空气中或喷到恶臭物质上，这些液滴中的混合物分离，油在水滴上和液滴内部形成薄膜。由油形成的外“皮肤”在其外表面产生静电荷。该电荷吸引臭味分子到液滴上和液滴内。虽然水滴非常小，但足以捕获恶臭分子并影响该中和过程。

2.2 植物精油应用设备

植物精油除臭根据应用方式可分为：原地喷洒处理、集中收集处理和空间雾化处理等工艺，既可单独使用，也可组合使用[3]。不同植物精油的应用工艺都必须配合先进的应用设备。

2.2.1 气相雾化系统（VP系统）

气相雾化系统被设计成可以非常简单地产生亚微米级的液滴并分散到某一区域的排气管或大气中。植物精油产品通过高压空气压缩机吸入空气后在气流中完成雾化，然后含有悬浮植物精油的空气流随鼓风机空气分布到目标恶臭环境中。

系统使用双流体喷嘴将植物精油产品喷入并分配到气流中。其中植物精油通过电动进料泵从产品贮槽或储箱中抽取，这为喷嘴的液体侧提供了稳定的植物精油流动。而从喷嘴喷射的空气则由系统内的一个连续工作的压缩机和调节器生成。

输送管道通常是硬质聚氯乙烯（UPVC）管道，在工程设计规定的管道位置上钻出孔洞。管道的孔洞数量及口径以出口空气流速来控制，该速度已确定能提供高效的分散模式。

2.2.2 低压气动雾化系统（LPA系统）

低压气动雾化系统为将雾化植物精油送到一个应用现场中提供了一个很好的方法。该系统设计简单、易于安装。空气雾化喷嘴系统的最大优点是其控制能力——空气压力越高，适用于系统提供的产品量越大。作为一个独特的优点，这个系统可以经常被设计成无需电力，只需气动运行，因此该系统非常适用于有爆炸危险的应用环境中。

气动雾化系统使用一些公司生产的喷嘴，例如：Spraying Systems、Delevan、Delta以及Bete，这些产品都可通过经销商获得。压缩空气在喷嘴内和植物精油液体流混合，产生一种完全雾化的喷雾。系统设计通常是气动设计，且设计有压力调节、流量控制来处理压缩空气的质量和气动管道的一些问题。

2.2.3 风炮系统

风炮是在相对静止的空气中传递植物精油的一个简单而有效的应用创新解决方案。通常对于在室内使用、不希望给周围空气增加高水分含量和局部传递已足够的现场应用条件下，风炮是一种非常好的选择。

风炮是一种电驱动的（防爆选项可用）四叶风机，每个叶片的纵向轴线上都有一个孔通路。植物精油从储存的容器中被输送至叶片风扇毂，在叶片顶端经良好的雾化后吹走。风机只是一个输送装置，并且需要一个计量泵将稀释的工作溶液从容器中移动到风机中。任何适当的泵都可以满足这种需要，通常使用隔膜电子计量泵。风炮还配有一个用于监控的流量计。但如果采用隔膜电子计量泵，由于泵的快速脉冲，流量计将很可能只能作为流动的指标。如果不指定电子计量泵，流量控制应包含在系统中。

2.2.4 高压液相雾化系统（HP系统）

高压液相雾化系统是大多数户外装置的选择。系统提供了通过专利设计的喷嘴，雾化良好且安装简单。系统一般带有一个可调整的自动比例混合器，全力将植物精油注入水流中，再由高压水泵输送至各个喷嘴，扩散至应用环境中。

雾化喷嘴通常被安装在一根有弹性的软管内，也可使用不锈钢管。系统可以选择不同的喷嘴间距、不同的管径。具体管径取决于压力降对流量的需求和线路长度的要求。标准黄铜或不锈钢配件可用在整个系统中，但不建议选用镀锌管件，因其会被腐蚀，然后引起喷嘴堵塞。

3 植物精油配合应用设备治理异味实例

3.1 浙江嘉兴某纸厂冷却塔除臭项目

3.1.1 项目概况

该纸厂为某上市公司旗下的大型废纸造纸企业，本次除臭项目的区域为污水处理车间内的一期、二期两套冷却塔，其中一期为3台冷却机组，二期为4台冷却机组，每机组风量为7067m3/min。臭味主要成分为废水在管道、水渠及调节池等流动过程中经过酸化作用而产生的酸腐味。冷却塔在夏天高温时段运行，废水挥发的酸腐味较大，应周围居民环保诉求，需要进行臭味治理。

3.1.2 治理工艺选择

目前国内还没有具体冷却塔废气除臭的案例。主要是因为废气含有的污染物浓度较低（污染物能达标排放），废气气量很大，目前也没有确切的环保处理要求。比较国内常用的除臭工艺，结合现场实际情况，选取了植物精油Ecosorb606（柠檬香）型配合气相雾化系统VP1200型设备来进行冷却塔的无组织排放废气除臭。现场管道安装照片见图1，VP设备照片见图2。