在造纸行业快速发展的同时,其生产过程中产生的挥发性有机化合物(VOCs)对环境造成的污染问题日益受到关注。PP 喷淋净化塔凭借良好的耐腐蚀性、高效的净化能力,在造纸厂 VOCs 治理中发挥着重要作用。以下通过四个实际案例,详细介绍其应用情况。
案例一:吉林某大型造纸企业 VOCs 治理项目
项目背景
该造纸企业位于吉林长春,主要生产涂布白板纸、箱板纸等产品,年产量达 80 万吨。企业在涂布、施胶等工序中,大量使用含有机溶剂的涂料和淀粉胶黏剂,导致废气中 VOCs 排放问题突出。
废气参数
废气风量:35000m³/h
主要污染物:乙酸乙酯、乙醇、苯系物等
初始浓度:VOCs 浓度平均为 850mg/m³,其中乙酸乙酯浓度 300mg/m³,苯系物浓度 150mg/m³
治理难点
废气成分复杂,多种 VOCs 混合,增加了治理难度。
生产过程为连续作业,废气排放具有持续性,要求治理设备必须稳定可靠运行。
企业生产车间空间有限,对治理设备的占地面积有严格限制。
治理工艺与方案
预处理:在废气收集管道出口设置高效过滤器,去除废气中携带的涂料颗粒、纤维等杂质,防止其堵塞后续设备,保证设备正常运行。
核心处理:采用 PP 喷淋净化塔作为主要处理设备。该塔体采用优质 PP 材质,具有良好的耐腐蚀性,能适应废气中的酸性物质。塔内设置多层高效喷淋装置,喷淋液采用特制的吸收剂,可有效吸收废气中的乙酸乙酯、乙醇等水溶性 VOCs。废气从塔底进入,与自上而下的喷淋液充分接触,通过传质作用,实现污染物的吸收。经过 PP 喷淋净化塔处理后,废气中大部分水溶性 VOCs 被去除,VOCs 浓度降至 400mg/m³ 左右。
深度净化:PP 喷淋净化塔处理后的废气进入活性炭吸附装置。选用高碘值蜂窝状活性炭,其具有比表面积大、吸附性能强的特点,可进一步吸附残留的苯系物等非水溶性 VOCs。活性炭吸附装置采用双床切换运行模式,当一组活性炭吸附饱和后,切换至另一组进行吸附,同时对饱和的活性炭进行蒸汽脱附再生,实现活性炭的循环利用,降低运行成本。
项目验收
项目竣工后,邀请第三方检测机构进行检测验收。检测结果显示,处理后废气风量为 34500m³/h,VOCs 排放浓度降至 45mg/m³,远低于山东省《挥发性有机物排放标准》中规定的 80mg/m³ 的限值要求。经过连续一个月的试运行监测,设备运行稳定,各项指标均达标,顺利通过验收。
案例二:新乡某特种纸制造企业 VOCs 治理项目
项目背景
该企业位于河南新乡,专注于特种纸生产,如食品包装纸、装饰原纸等,年产能 20 万吨。在特种纸的表面处理和涂布过程中,使用了大量含有有机溶剂的功能性助剂,导致废气中 VOCs 含量较高,对周边环境造成较大影响。
废气参数
废气风量:20000m³/h
主要污染物:丙酮、丁酮、甲苯等
初始浓度:VOCs 浓度平均为 1200mg/m³,其中丙酮浓度 400mg/m³,甲苯浓度 200mg/m³
治理难点
废气中丙酮、丁酮等酮类物质沸点较低,挥发性强,较难处理。
特种纸生产工艺对环境要求较高,治理过程中需避免引入二次污染,影响产品质量。
企业对治理设备的运行成本较为敏感,要求在保证治理效果的同时,尽可能降低能耗和耗材成本。
治理工艺与方案
冷凝回收:在废气收集后,首先进入冷凝装置,通过降低温度使废气中部分高浓度的丙酮、丁酮等有机溶剂冷凝成液态,进行回收利用。经冷凝处理后,废气中 VOCs 浓度可降低至 600mg/m³ 左右,同时回收的有机溶剂可返回生产环节,实现资源再利用,降低生产成本。
PP 喷淋净化:冷凝后的废气进入 PP 喷淋净化塔。此塔采用旋流板结构设计,增加气液接触时间和接触面积,提高吸收效率。喷淋液采用新型复合吸收剂,不仅能有效吸收水溶性 VOCs,还对部分非水溶性 VOCs 有一定的吸收作用。经过 PP 喷淋净化塔处理,废气中 VOCs 浓度进一步降至 250mg/m³ 左右。
催化燃烧:PP 喷淋净化塔处理后的废气进入催化燃烧装置。在催化剂的作用下,VOCs 在较低温度(250 - 350℃)下发生氧化反应,分解为二氧化碳和水。催化燃烧装置采用蓄热式设计,利用反应产生的热量预热待处理废气,降低能耗。同时,设置余热回收系统,将产生的热量用于车间供暖或其他生产环节,提高能源利用率。
项目验收
项目完成后,按照相关标准进行验收。检测数据表明,处理后废气风量为 19800m³/h,VOCs 排放浓度为 30mg/m³,符合河南省地方排放标准要求。设备运行过程中,未出现二次污染问题,且通过冷凝回收和余热利用,企业每年可节省生产成本约 80 万元。经过多方评估,该治理项目达到预期目标,成功通过验收。
这两个案例充分展示了 PP 喷淋净化塔在造纸厂 VOCs 治理中的有效性和实用性。不同企业可根据自身废气特点,灵活选择组合治理工艺,实现环保与经济效益的双赢。
案例三:山东晨鸣纸业碱回收车间VOCs治理项目
项目地址:山东省寿光市晨鸣工业园
废气参数:
处理风量:25,000m³/h
初始浓度:非甲烷总烃800-1,200mg/m³,含硫化合物(以H₂S计)150-300mg/m³
温度:65-75℃(含大量水蒸气)
治理难点:
黑液蒸发工段废气含黏性有机物,易造成设备堵塞
硫化物腐蚀性强,普通碳钢设备寿命不足6个月
气溶胶与VOCs复合污染,传统喷淋塔去除率仅40%
工艺方案:
采用"三级PP喷淋塔+湿式静电除尘"组合工艺:
一级喷淋塔:φ2.4×8m PP材质,内置50mm矩鞍环填料,循环液添加5%NaOH溶液,专攻硫化物去除
二级喷淋塔:配置超声波雾化系统(雾滴粒径80-120μm),强化气溶胶捕集
三级喷淋塔:采用专利型螺旋喷嘴(流量6m³/h),液气比提升至8L/m³
技术创新:
塔体采用PP/FRP复合材质(厚度12mm),抗腐蚀寿命达10年
开发自清洁式除雾器,压损稳定在800Pa以下
配套pH在线调控系统(控制精度±0.3)
验收数据:
经第三方检测(HJ 734-2014),排放口非甲烷总烃23mg/m³,H₂S<1mg/m³,设备连续运行18个月未出现堵塞。项目总投资480万元,年回收碱液价值超90万元。
案例四:浙江景兴纸业涂布车间废气改造工程
项目地址:浙江省平湖市景兴造纸产业园
废气特性:
处理风量:18,000m³/h(含3条涂布线)
主要污染物:乙酸丙酯(峰值浓度2,500mg/m³)、苯乙烯(300-500mg/m³)
废气含10-15%涂料颗粒(粒径0.5-5μm)
技术瓶颈:
涂布机换卷时浓度波动剧烈(±80%)
树脂类物质易在填料表面聚合结垢
现有活性炭系统更换频繁(每月2次)
解决方案:
创新采用"旋风预除尘+PP喷淋塔+分子筛转轮"工艺:
PP喷淋塔关键参数:
塔体尺寸φ1.8×6m,壁厚10mm
填料层高度2.4m(共3层)
喷淋系统配置16个45°扇形喷嘴
循环液添加专用消粘剂(浓度0.3%)
配套措施:
在塔前增设缓冲罐(停留时间30s)稳定浓度波动
开发在线冲洗程序(每8小时自动反冲填料层)
实施效果:
验收监测显示:
乙酸丙酯去除率96.7%(出口浓度<50mg/m³)
填料更换周期从3个月延长至2年
能耗较原系统降低35%(年节电28万度)
该项目获2023年浙江省"蓝天保卫战"示范工程称号,治理经验被中国造纸协会纳入《涂布工序VOCs防治技术指南》。
造纸行业VOCs治理需直面高温、高湿、高腐蚀的“三高”挑战。山东晨鸣与浙江荣晟的实践表明:PP喷淋塔作为预处理核心,通过分级吸收、油水分离、温控保护三重功能,为后续深度净化设备创造稳定运行条件。随着《造纸工业大气污染物排放标准》(GB 41618-2022)全面实施,“PP喷淋塔+燃烧/生物技术”组合工艺将成为产业升级的标配路径,其耐腐蚀特性与模块化设计尤其适合造纸厂工况恶劣、空间受限的改造场景。