針對制藥行業(yè)的VOCs排放情況，我們對制藥行業(yè)VOCs排放特點、制藥行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及華鈦高科在VOCs治理方面的優(yōu)勢介紹和分享給大家。

結(jié)合不同類型制藥工業(yè)生產(chǎn)工藝和排污特點，國家環(huán)保部把制藥工業(yè)分為了以下六類：發(fā)酵類制藥工業(yè)、化學(xué)合成類制藥工業(yè)、中藥類制藥工業(yè)、提取類制藥工業(yè)、生物工程類制藥工業(yè)和混裝制劑類制藥工業(yè)。制藥工業(yè)在持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的同時，帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題，其中以發(fā)酵類和化學(xué)合成類制藥工業(yè)的 VOCs 污染最為嚴(yán)重。各種制藥方法大氣污染物排放控制指標(biāo)不同，見表1：

為了貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》，防治環(huán)境污染，改善環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)制藥工業(yè)生產(chǎn)工藝和污染治理技術(shù)的進(jìn)步，環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布了《制藥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》征求意見稿，新建企業(yè)自2018年1月1日起執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有企業(yè)自2020年1月1日起執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)。省級或直轄市環(huán)保部門制定了制藥行業(yè)的地方標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制制藥企業(yè)的VOCs排放。沒有地方標(biāo)準(zhǔn)的省市，仍執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996和《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB14544-1993國家標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)有制藥行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)比較見表2：

從表2可以看出制藥行業(yè)的國家標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)比較嚴(yán)格地控制VOCs排放，要比《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB/T16297-1996和《惡臭污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB/T14544-1993高得多。

從表3可以看出：前四種處理方法屬于回收法，其中吸收法和吸附法對有機(jī)廢氣沒有選擇性，吸附飽和后的后處理成為難題，均成為二次污染源物；冷凝法處理溫度越低，處理效率越好，但處理成單組分成為難題；膜分離技術(shù)在全世界共有60套處理廢氣的裝置，在廢氣上應(yīng)用不多。

后五種方法均屬于焚燒法，把產(chǎn)生的有機(jī)廢氣氧化分解成二氧化碳和水。其中直接燃燒法能產(chǎn)生二次污染物、等離子體法處理效率低、生物降解法很少用于廢氣處理等，而催化燃燒法和光催化法屬于高級氧化方法，能夠把制藥行業(yè)廢氣高效處理。

光解光催化技術(shù)因具有占地面積小、應(yīng)用范圍廣、運行成本低、設(shè)計投資少、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)勢已被廣泛應(yīng)用在VOCs廢氣治理中。利用光解光催化原理設(shè)計VOCs廢氣處理設(shè)備時，需要重視和關(guān)注八大技術(shù)要點與影響因素。

1、材料是核心

在光解光催化設(shè)備中用到的材料有兩種，一種是光催化材料，另一種是臭氧催化材料。

使用公司獨有的前驅(qū)體原位燒結(jié)技術(shù)制備的光催化材料具有多級復(fù)合納米顆粒釉狀結(jié)構(gòu)，顆粒的表面裸露，比表面很大（可達(dá)100m2/g），光催化活性高；顆粒之間以共價鍵結(jié)合，顆粒之間結(jié)合力強(qiáng)，與基底的附著力很強(qiáng)，可超聲清洗不掉粉，使用壽命長。光催化材料的催化性能是市場同類產(chǎn)品的8-10倍，并且已經(jīng)通過日本神奈川科學(xué)技術(shù)研究院的權(quán)威認(rèn)證。

同時，公司通過原位燒結(jié)技術(shù)將臭氧催化劑活性成分負(fù)載到泡沫陶瓷或者蜂窩陶瓷上，高效催化分解臭氧，是市場同類產(chǎn)品的4.5倍，可以高效除去光解產(chǎn)生的臭氧并且協(xié)同高效氧化分解VOCs廢氣。

2、光解光催化降解模型

建立光解光催化VOCs降解模型，為具體應(yīng)用環(huán)境提供理論和設(shè)計依據(jù)。該VOCs降解模型，可以模擬數(shù)千風(fēng)量、數(shù)百ppm濃度、不同濕度、不同背底VOCs氣體、不同陣列條件下的降解性能，形成了豐富的工藝數(shù)據(jù)庫，為指導(dǎo)復(fù)雜工況條件下的VOCs處理系統(tǒng)設(shè)計提供了工藝包和解決方案。

3、光解光催化的反應(yīng)機(jī)理

光解：采用高能紫外燈照射廢氣，破壞有機(jī)廢氣分子的化學(xué)鍵，使之裂解成游離狀態(tài)的原子或基團(tuán)；同時通過裂解混合空氣中的氧氣，使之形成游離的氧原子并結(jié)合氧氣形成臭氧。臭氧具有強(qiáng)氧化性，能夠與有機(jī)廢氣被裂解生成的原子發(fā)生氧化反應(yīng)生成短鏈分子、二氧化碳和水。

光催化：采用254nm紫外燈為激發(fā)光源，激發(fā)價帶上的電子（e-）躍遷到導(dǎo)帶，在價帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴（h+），生成具有極強(qiáng)氧化作用的超氧負(fù)離子和羥基自由基，將有機(jī)廢氣氧化分解成二氧化碳和水。

4、光解光催化箱體設(shè)計

采用Ansys Fluent 6.0軟件對VOCs降解模型流場進(jìn)行空氣動力學(xué)模擬，確定空氣動力學(xué)的合理性，并且確定空氣停留的時間。

5、濕度很重要

在多相光催化反應(yīng)中，只有控制適宜的環(huán)境濕度，才能保證光催化在廢氣處理上快速、高效、安全的應(yīng)用，因為濕度對吸附-光催化的協(xié)同凈化能力既有促進(jìn)作用又有負(fù)面作用，高濕度有利于吸附態(tài)有機(jī)物的光催化去除，但與此同時也抑制了有機(jī)物在廣催化劑表面的富集吸附。

6、溫度很重要

紫外燈管的功率輸出對溫度有很強(qiáng)的依賴性，控制溫度在50℃左右是最合適的。

7、前處理很重要

除塵、除油、控濕對提高光催化能力是很重要的

8、減少臭氧的排放是關(guān)鍵

使用臭氧催化劑，使臭氧分解甚至可以零排放，減少二次污染，同時協(xié)同臭氧分解VOCs氣體。

催化燃燒技術(shù)是在催化燃燒催化劑的作用下，將VOCs廢氣在200~400℃的低溫條件下分解為CO2和H2O，是凈化碳?xì)浠衔飶U氣、消除惡臭的有效手段。催化燃燒技術(shù)可處理的VOCs氣體見表4。

通過表4可以看出：催化燃燒可處理的有機(jī)廢氣種類眾多，但是在處理可聚合的烯烴和苯酚類時，需要引起設(shè)備設(shè)計者的注意；另外，由于催化劑容易在含硫、含鹵的氣氛中中毒，所以只可處理低硫、低鹵素濃度的廢氣或者使用耐硫、耐鹵素的催化劑。為了更好地發(fā)揮催化燃燒催化劑的性能，在設(shè)計VOCs廢氣處理裝置時，需關(guān)注以下關(guān)鍵問題。

1、催化劑是關(guān)鍵

利用華鈦高科獨有的原材料加工技術(shù)制備的催化燃燒催化劑，具有在低溫下氧化有機(jī)廢氣效率高、壽命長等特點，原因在于催化劑比表面積大、分散性好、儲氧功能高、熱穩(wěn)定性高；同時公司生產(chǎn)的催化劑具有貴金屬使用量少的優(yōu)勢。與市場同類產(chǎn)品相比，具有起燃溫度低、節(jié)能的效果。圖3是不同氣體的燃燒溫度。

特別要強(qiáng)調(diào)的是，在處理含氮的廢氣（包括乙腈、丙烯腈、胺類、肼類等）時，要使用氨氣分解催化劑，能夠把氮控制在氮氣而不是氮氧化物。如果使用常用的催化燃燒催化劑，將產(chǎn)生大量的NOx二次污染物，這種處理情況是要絕對禁止。

2、催化燃燒反應(yīng)器

設(shè)計單室催化燃燒反應(yīng)器，對實驗室評測系統(tǒng)進(jìn)行放大實驗，模擬不同風(fēng)量、不同VOCs濃度、不同VOCs處理氣體、含硫和含鹵素氣體、不同濕度、不同氧濃度、不同VOCs混合氣體情況下的催化效率，積累豐富的工藝數(shù)據(jù)，為具體應(yīng)用環(huán)境中的設(shè)備設(shè)計提供大數(shù)據(jù)庫。

3、前處理很重要

廢氣中的粉塵、顆粒物的濃度應(yīng)控制在5mg/m3以下；油霧、有機(jī)硅或有機(jī)磷應(yīng)該進(jìn)行通過前處理來避免。

4、催化劑使用時的注意事項

廢氣中的砷、重金屬等導(dǎo)致催化劑中毒成分；廢氣鹵素、硫、磷等成分濃度不宜過高，應(yīng)控制在鹵素濃度在3ppm以下、硫化合物的濃度低于5ppm；廢氣濃度相對穩(wěn)定等。

制藥行業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣種類多、產(chǎn)生量大、有毒有害難處理，按照國家VOCs控制要求，必須對各種有機(jī)廢氣進(jìn)行治理。在制藥廢氣處理上，技術(shù)上應(yīng)考慮的因素包括廢氣性質(zhì)（組成、含量、溫度、壓力等）、要求的廢氣凈化效率、設(shè)備運行安全性、與生產(chǎn)工藝的協(xié)同性等。