刘宝丰
吉林烟草工业有限责任公司长春卷烟厂 吉林长春，130000
摘要：卷烟厂生产企业在制丝过程中需对产生的粉尘和异味进行处理，本文对几种常规的工艺处理方法的优势和弊端进行了比较，详细分析了目前国内外处于技术领先水平的高效交叉流洗池法，解析其工作原理、处理过程和处理后效果，对该类设备的设计制造提出了要求。
关键词：粉尘、异味、分解。
0引言
卷烟厂生产线制丝过程中，烟丝加热、切丝、润叶、松散、加香、回潮等工艺过程均会产生粉尘和异味，国家对环保指标有明确规定，因此需对粉尘和异味进行处理。目前国内外烟草界使用的异味处理工艺有：高效交叉流洗池法、低温等离子体法、生物滤池法、对流洗池法，注入式低温等离子法，以及多工艺组合法。
1异味处理系统设计要求
异味处理系统的设计、制造应符合烟草行业及国家有关规范要求。尤其是其电控系统设计方面，涉及运行安全，应该保证几方面的特性：
a)可靠性：系统长期运行安全可靠，设备及装置选型合理先进；
b)安全性：可靠、稳定的安全技术措施，确保生产安全需要；
c)经济性：系统维护工作量和备品备件少，维修费用低；
d)工艺性：系统负荷变化时风压波动小，满足生产要求；
e)合理性：运行控制模式合理，设备及装置配置合理；
f)先进性：系统运行效果好，异味消减率高且持续稳定可靠。
异味处理设备能应根据工艺排风量实现自动调节处理风量，风机应根据项目生产工艺运行的特点，设置灵活的运行控制方式，可用风机变频调速。
2 异味处理系统材料要求
设备材料的选用在异味处理系统的运行性能和使用寿命方面有重要影响因素。异味处理系统设备的材质选择应主要考虑以下四方面的特性：
a）用于处理烟草异味，废气中含有有机酸等腐蚀性物质。
b）要有相当的耐污性，且便于清洗。
c）要有相当的耐温性。
d）外观漂亮。
e）风机基础采用热浸锌处理。
3工艺方法比较
根据卷烟厂异味处理系统的上述要求，可将几种常用的处理方法进行比较。
3.1 低温等离子体法
此方法设备的耗电量较大，维护成本高，尤其不易维护箱体内部器件，实际应用案例中因箱体内堆积大量粉尘，很难清理，高压放电击穿气体时引燃粉尘，致使火灾频发。国内多家卷烟厂、复烤厂已逐渐拆除或改造该异味处理设备。
3.2 生物滤池法
此方法工艺适应性强，处理效果好，一般用于浓度高，成分复杂的烟草废气，如来自烟（梗）丝膨胀、香糖料制备、污水处理站等生产过程中产生的废气。但是此类设备占地面积大，微生物培养繁殖对环境要求高，一次性投资成本虽低，但后期维护使用成本较高。
3.3 高效交叉洗池法
此方法工艺相对简捷，一般用于中低浓度、成分相对简单的烟草废气，如来自叶丝线、梗线送风、加料、真空回潮、干燥等生产过程中产生的废气，根据现场收集的气体的复杂性，可选用二级或三级洗池。此工艺在国际烟草界已大量使用，写入欧盟规范，技术相对成熟，设备稳定性较高，维修维护难度较小，经济性相对合理。
3.4 市场份额
经过几十年的研发和各企业多年的应用实践，目前国际上烟草异味处理中高效交叉洗池法约占75%，其他方法约占25%；可见高效交叉洗池法是主流方法。
4 高效交叉洗池法工作原理
4.1 概述
高效交叉三级洗池设备，是超薄气液物质转移技术在异味处理上的应用。核心是解决在极短的时间（1S）里，用最少的水，将异味物质处理掉。气液转移只发生在液体表面约20um内，也就是一个1mm的水滴只有不到0.01%的部分发挥作用。核心技术在于保证足够多的20um表层，这是通常的喷淋法无法做到的，而对烟草异味的稳定处理效率高达75%以上，为业界领先水平。
高效交叉三级洗池设备的设计原理是基于烟草异味物质的“三性”，即“酸性”、“碱性”和“氧化还原性”，利用全部成分90%以上是水溶性物质这一前提，酸碱中和反应式：H+OH-→H2O，氧化还原反应包括：化合反应式：A+B=AB，分解反应式：AB=A+B，置换反应式：A+BC=AC+B。
经过处理后排出的气体能达到或优于国家《恶臭污染物排放标准》相关要求，恶臭污染物排放浓度小于1000标准值（无量纲）。主要设备是风管系统+三级交叉流洗池+风机，见图1。
图1 高效交叉三级洗池工作原理图
4.2 处理过程
第一级洗池的功能是去除废气中的颗粒物。第二级洗池的功能是去除废气中的异味物质。水平前行的废气进入填料层，与湿润的填料表面发生反复接触，异味被充分溶解、去除。第三级洗池的功能与第二级洗池完全相同，但安装有特殊的气液分离系统，进一步去除异味，提升处理效果。
其详细过程如下：首先，待处理气体从第一级洗池进口进入，池内设有碰撞式分离器和喷淋系统，有效去除气体中粉尘。然后，气体进入第二级洗池，池内装有填料和喷淋系统，大型循环水泵确保填料均匀、充足、湿润。水滴撞击花环填料丝条后将其打散，在丝条弧底形成新的水滴。这样，水滴表面不断重新形成，因而在由上到下的运动过程中水滴表面不断更新。这正是高效分解和净化的原因所在。填料开放式的结构使得压力损失非常小，因而能耗很低。经第二级洗池净化的气体再次进入第三级洗池，洗池内也装有填料和喷淋系统，填料一直用水冲洗，气体通过后可以较彻底去除污染物，消除异味。净化后的气体由风机导入后被排入大气。
由于存在水分蒸发过程，必须往洗池中补充清水。在此情况下，由液位控制系统与给水系统自动增补。被控制的电动阀会开启以充满水箱。到达高水位装置时电动阀自动停止运行，以节约用水。
4.3 细节解析
为保证处理效果，高效交叉洗池系统的效果在于细节。气体在风机的抽吸下水平的进过第一级洗池，循环水不断的冲洗除尘器，被除尘器捕捉的粉尘被冲洗至洗池底部，大型的循环水泵确保除尘装置均匀而充足的清洗，好的洗池设备除尘效率能达90%以上。
第二级中，在冲洗液里加入以碱中和酸性污染物。第二、三级洗池中应设有除湿装置（气液分离器），用于防止清洗液滴转移到下一级或被气体带出洗池，节约用水。
加药系统：为更好地吸收气体中的异味物质，可配置加药系统。低溶度的化学药剂可以根据pH值由加药泵投加到洗池的清洗水箱中。
在第二级水泵的出水压力管上应装有PH探头，用于测定PH值。PH信号在一个测量和控制元件中转化。该元件在PH值偏离设定点时将发出信号给加药泵。采用PH控制的加药泵自动投加化学药剂。因此，化学药剂只在需要时投加，直到达到所需的浓度。投加浓度可根据实际需要、污染物浓度及季节进行调整，无需人工干预。高效交叉三级洗池中第二级加入氢氧化钠。PH加药系统自动工作，PH值控制在6.5-8.5之间。加药系统的氢氧化钠溶液浓度建议为30％。
补水系统：由于存在水分蒸发过程，必须往洗池中补充清洗水。在此情况下，由液位开关（水位低）控制的电磁阀会开启以充满水箱。到达高水位时由液位开关（水位高）来控制电磁阀停止运行，以节约用水。
5 改进方向
此工艺方法设备占地面积较大，对厂房面积有限的工厂来说会造成不便，限制了应用。此外变频风机噪声较大，对生产车间环境有一定影响。
6 结论
随着卷烟生产企业产品品质的提升，必然带来更多的生产工艺的变革和设备的更新，高效交叉三级洗池法以其出众的异味处理效果、安全性好，设备稳定性高等诸多优点收到业界的青睐。