制药是社会的关键产业,关系到国民健康。21世纪以来,国内制药产业得到快速发展,为我国民生带来保障的同时,其制造过程中所产生的污染也不可避免地给环境带来了压力。制药工艺包括发酵、化学合成、生物工程、提取等多种,均可能生成一定的废气,对大气环境造成污染,威胁生态,危害人类健康。在中央和地方逐步加强环境保护与治理的背景下,制药企业也成了相关部门的重点关注对象,为此梳理和总结制药过程中有机废气的处理工艺是十分必要的。
1.制药车间废气及其危害:
为实现既定的药效,药品的成分是复杂的,且这些成分需要以一定的方式组合起来,而这就决定了药物制造是一个复杂的流(专业各类VOCs治理设备厂家:樊13141458653微信同)程,也难以避免地产生各类废气,尤其是有机废气。
(1)含硫化合物,能够进一步产生硫化氢和二氧化硫,甚至产生三氧化硫、硫酸和其他硫酸根化合物。
(2)含氮化合物,可以再生成一氧化氮、二氧化氮,甚至硝酸、硝酸化合物以及臭氧。
(3)碳氢化合物,进一步生成一氧化碳和二氧化碳。
(4)碳氢化合物,很容易生成挥发性有机物结合体,再生成醛类和酮类物质。
(5)卤素化合物,可进一步生成氯化氢、氟化氢等污染物。
(6)无机颗粒物,主要是粉碎、碾磨、筛分、焚烧等工艺后产生的粉尘和烟尘。而另一方面,因为在加工过程中需要使用大量的挥发性有机溶剂比如乙酸乙酯、丙酮、苯类、醇类、醋酸丁酯等,也会产生VOCs 污染。
由此可见,制药过程所产生的废气不仅成分复杂、类型多元化,其废气总量、流量也大,处理较为困难。制药废气中很多(专业各类VOCs治理RTO、RCO、CO、冷凝器、喷淋塔、活性炭/树脂/沸石吸脱附等设备厂家)污染物都有一定的污染性,会对环境和人体造成危害。其中存在的部分颗粒物即粉尘、烟尘,会损害人类的眼睛、鼻腔、咽部、肺脏等器官,还会携带一定的有害微生物;一氧化碳浓度过高会引发人体中毒;氮氧化物伤害人体多种器官,腐蚀人体皮肤;硫氧化物刺激眼睛,可致癌;VOCs 多有毒性,部分有致癌能力,伤及肝脏、肾脏、循环系统、生殖系统等。而这些污染物又具有破坏臭氧层、腐蚀周边建筑物等基础设施、危害动植物破坏生态系统、易燃易爆等“能力”,危害巨大。
2.制药车间颗粒废气治理工艺:
制药过程中所产生的烟尘和粉尘,一般能够采用机械、洗涤、过滤、静电等方式进行消除。
2.1机械除尘工艺
该方式主要根据废气颗粒物的自身物理性质,通过机械干预,使得其在一定的运动或平衡后基于惯性、离心性和重力来逐步分离。其中重力沉降室是在上面设置一个烟尘通过的管道,并在中间位置留充分的时间,并设置相应的上下障碍,使得粉尘与烟尘依靠自己的重力降到下面的装置中,而不含有烟尘和粉尘的相对干净的气体则通过另一侧的管道口流出。惯性除尘器则是给含尘气体一个较大的向下推力,使得其沿着固定的方向前进,然后在吸尘筐上方急剧转弯,使得空气能够转弯流走,而粉尘烟尘则可以凭借惯性滞留在筐中,使得空气尽量得到净化。旋风除尘器则是设置立体锥形的装置,含尘气体进入后被旋转运动,烟尘和粉尘因为离心力而被逐步分离到底部,而净化后的空气则在中间上升排出。
2.2洗涤除尘工艺
对于废气中存在的颗粒物,也可以采用洗涤的方式进行消除。具体的方法是用纯净水或者带有一定洗涤功能的液体,让废气从液体中穿过,而颗粒物随之能够与液体结合,干净的空气则可以从水中溢出,由此就可以对空气进行净化。为提升去除的效率,也可以将液体物质形成一道膜,使得废气的穿越更为简单迅速。这种借助水体来除尘的方式也被称为湿式法。在实践中,会以喷淋洗涤除尘器作为基础性装置。在一般的压强和气体输入速率下,去除效率可以达到80%,为提升该效率,可以采用增加压强等方式。
2.3过滤除尘工艺
对于废气中的烟尘和粉尘颗粒物,还可以采用过滤的方式将其滞留。因为颗粒物的体积较小,要对其成功过滤就需要更小的过滤膜。一般来说,制药车间产生的粉尘颗粒直径在60 μm 左右,这就需要其过滤膜的孔径在10 μm 左右。相关研究表明,过滤方式具有较好的除尘效果,同时减小风速。增加颗粒层厚度能够提升除尘的效果。随着过滤工作的开展,粉尘烟尘颗粒会聚集在过滤膜的一侧,这就需要进一步将其清除,以供反复使用。实践中也可以将过滤和机械2种工艺结合,使得烟尘和粉尘颗粒能够先被分离后,再经过过滤膜,使得空气的净化效果更佳,甚至粉尘烟尘去除率达到99%。
2.4静电除尘工艺
对于粉尘和烟尘颗粒物,采用高压静电场,能够将其吸附到正负两极处,由此实现对废气的净化。在实践中,该工艺更适合烟尘的处理,因为强大的电场,能够更为精准地吸附离子,使得去除率高达99% 以上。而对于粉尘颗粒物该方法的去除效果不佳。因此经常看到一些制药厂的烟囱上方就安装了该类设备,将排放的烟尘直接通过强大的电场,烟气得到较好的处理后直接排放到空气中。
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