超纤革制造类项目有机废气环评要点浅析

朱泽聪 杨文婷

（1湖北慧智环境科学研究有限公司南京分公司 江苏南京 211112 2北京中环格亿技术咨询有限公司 北京 100012）

引言

超纤革具有与天然皮革最相似的性能，并具有极其优异的耐磨、耐寒、透气、耐老化等性能，因此广受各大商家青睐，成为制革行业的重要组成部分。超纤革制造过程中主要产生有机废气等污染物，近年来，对有机废气的污染控制越来越受到各方重视，国家和各地均针对有机废气污染防治问题出台了一系列的政策和方案[1-2]。在环境影响评价过程中，需先了解超纤革制造类项目的详细工艺过程及原辅材料消耗概括，据此核算出准确的废气污染源强，从而提出可行的污染防治措施，为企业的环保设施建设、运营管理提供依据。本文总结了超纤革制造类项目的生产工艺流程、废气污染物产生环节、废气污染源强核算、污染防治措施，为此类项目的环境影响评价工作提供参考。

1 超纤革制造生产工艺流程及产污环节分析

以典型项目为例，超纤革制造生产工艺流程见下图1。实际生产中，涂布层数、原料成分、原料用料会因具体项目产品需求而有所区别，需针对项目情况具体分析：

图1 超纤革制造类项目生产工艺流程及产污环节示意图

工艺流程简介：

超纤革制造过程中，首先将所用原料按一定配比进行混合，完成浆料制备。随后依次按照“面涂—烘干—中间涂—烘干—底涂—烘干—含浸—贴合base—烘干—剥离—切边—包装”的顺序进行加工。

加工过程中产生的有机废气主要包括：（1）面层涂布及烘干、中间层涂布及烘干、底层涂布及烘干过程中产生的丁酮（MEK）有机废气；（2）含浸及烘干过程中产生的乙二醇乙醚（ECS）有机废气。

2 废气污染源强核算

在环境影响评价工作中，除了掌握源强核算方式、熟悉有机废气污染防治措施，与建设单位充分沟通、获取准确的工艺流程（具体项目工艺细节有一定差异）、原料用量、原料成分及配比、产品规格等参数尤为重要。根据项目产能、产品规格、涂布要求核实溶剂等原料消耗量是废气污染源强核算、提出有效废气污染防治措施的前提与基础。

2.1 原料核算

典型项目超纤革制造过程中所用原料主要包括聚氨酯树脂、色料、丁酮（MEK）、乙二醇乙醚（ECS），按一定配比计量后将各种原料混合在一起进行浆料制备，其中面层、中间层、底层涂布所用原料包括聚氨酯树脂、色料和丁酮（MEK），含浸所用原料包括水性聚氨酯和乙二醇乙醚（ECS）。丁酮（MEK）和乙二醇乙醚（ECS）为溶剂，加工过程中将全部挥发，不进入产品。根据清洁生产要求，原料选用应遵循毒性小、对环境危害小的原则，典型项目中面、中、底层涂布所用溶剂由传统的二甲基甲酰胺（DMF）改用毒性较小的丁酮（MEK），后期含浸选用水性聚氨酯[3]，以减少有机废气的排放对环境的污染。

由于原料中溶剂全部挥发，因此原料用量的核算对后续分析尤为重要。以面涂为例，原料用量计算方法如下：

Q面涂（t/a）=产品产能（万 m/a）×产品宽度（m）×涂布规格（g/m2）×10-2

2.2 有机废气产排污核算

面、中、底层涂布、含浸及各步骤后续烘干过程中产生的废气包括丁酮（MEK）有机废气和乙二醇乙醚（ECS）有机废气。污染源强通过物料平衡核算获得，物料平衡总体原则为：生产过程中，原料中所用溶剂全部挥发成为有机废气，固体成分部分固化后进入产品。所用溶剂（丁酮MEK及乙二醇乙醚ECS）均在涂布、含浸及烘干工序中挥发出来，经集气罩收集后进入废气净化装置处理。

以典型项目为例，涂布及烘干过程中，有机废气产生量采用以下方法计算：

其中：

QVOCs产—超纤革制造项目有机废气产生总量，t/a；

QMEK产—丁酮（MEK）废气产生量，t/a；

QECS产—乙二醇乙醚（ECS）废气产生量，t/a；

Q面涂—面层涂布原料用量，t/a；

a—面层涂布原料中丁酮（MEK）占比；

Q中涂—中间层涂布原料用量，t/a；

b—中间层涂布原料中丁酮（MEK）占比；

Q底涂—面层涂布原料用量，t/a；

c—底层涂布原料中丁酮（MEK）占比；

Q含浸—含浸原料用量，t/a；

d—含浸原料中乙二醇乙醚（ECS）占比。

所产生有机废气经集气罩收集进入废气处理装置处理后的排放量按以下方法计算：

其中：

QVOCs排—超纤革制造项目有机废气排放总量，t/a；

QMEK排—丁酮（MEK）废气排放量，t/a；

QECS排—乙二醇乙醚（ECS）废气排放量，t/a；

e—涂布/含浸工序有机废气挥发量占比，典型项目按3%计；

f—涂布/含浸工序集气罩废气收集率，典型项目按90%计；

g—废气处理装置有机废气去除效率，典型项目中MEK和ECS均按97%计；

h—烘干工序集气罩废气收集率，典型项目按99%计。

3 废气污染治理措施

3.1 有机废气治理的相关政策

近年来，有机废气污染问题越来越引起重视，国家和地方均对此出台了一系列政策。根据《挥发性有机物污染防治技术政策》（环保部公告2013年第31号）要求：对生产装置排放的含有机废气工艺排气宜优先回收利用，不能（或不能完全）回收利用的经处理后达标排放；对于含高浓度有机废气的废气，宜优先采用冷凝回收、吸附回收技术进行回收利用，并辅助以其他治理技术实现达标排放。

同时，各地区对有机污染物排放有更为严格和详细的规定。如根据《江苏省重点行业挥发性有机物污染控制指南》（苏环办[2014]128号）要求：鼓励对排放的有机废气进行回收利用，并优先在生产系统内回用。对浓度、性状差异较大的废气应分类收集，并采用适宜的方式进行有效处理，确保有机废气总去除率满足管理要求，其中有机化工、医药化工、橡胶和塑料制品（有溶剂浸胶工艺）、溶剂型涂料表面涂装、包装印刷业的有机废气总收集、净化处理率不低于90%，其他行业原则上不低于75%。

3.2 有机废气治理的常见措施

目前，有机废气净化的方法主要包括吸附法、直接燃烧法、催化燃烧法、吸收法、冷凝回收法，各方法的主要优缺点详见下表1：

表1 有机废气处理方案对比表

3.3 超纤革制造类项目有机废气的推荐治理措施

针对超纤革制造类项目中溶剂全部挥发、废气中有机污染物浓度较高、可回收性强的特点，采用冷凝回收+二级活性炭吸附的工艺流程，在资源化利用的同时确保有机废气达标排放。

首先采用冷凝回收法[4]对有机废气中含量较大的丁酮（MEK）进行回收再利用。MEK溶剂回收装置工作原理如下：废气在抽风装置引风机的作用下，经过降温装置将废气的温度降至合适的范围内，降温方式可采用夹套水冷却方式，冷却水经冷却塔冷却后可循环利用。通过将温度控制在丁酮（MEK）的沸点以下从而将其冷凝下来，达到回收的目的。同时，为确保排放达标，经过冷凝回收后的有机废气进入后续的二级活性炭吸附装置，对有机废气进行进一步净化处理。活性炭吸附法[5]由于设备简单、投资小等优势，在有机废气治理中已得到广泛应用。活性炭吸附达饱和后需更换，由于活性炭是否饱和无法判断，是否及时更换难以进行监管，因此在实际应用中建议采用抽屉式活性炭，在气体排放出口安装在线TVOC检测仪，定期检测活性炭的碘值，以此判断活性炭是否饱和。

结语

超纤革制造类项目的有机废气排放是环境影响评价工程分析的难点，其分析要点在于：需在详细了解具体项目工艺流程的基础上，进行产污环节分析，获得原料数据，进而获得有机污染物种类和具体排放量。并根据超纤革制造类项目的有机废气排放量高等特点，推荐使用冷凝回收—二级活性炭吸附的工艺流程，在资源化利用的同时确保废气达标排放。