制药废气处理方案（催化燃烧方案）

本方案适用于化学合成制药、生物制药、制剂生产等环节产生的中低浓度 VOCs 废气（浓度范围：500-5000mg/m³），尤其适配大风量、低浓度且不含大量催化剂毒物（如硫、氯、重金属）的制药废气处理，可实现废气的达标排放与异味去除。

• 废气收集：采用密闭式集气罩、管道负压收集，覆盖反应釜、干燥器、储罐等废气源，确保无组织废气收集效率≥90%。

• 预处理系统：

• 除尘：采用高效袋式除尘器，去除废气中粉尘（粒径≥1μm），避免催化剂堵塞，除尘效率≥99%；

• 脱酸 / 脱碱：若废气含酸碱物质，增设喷淋洗涤塔（采用稀 NaOH 或 H₂SO₄溶液），调节废气 pH 至 6-8，防止腐蚀设备及催化剂中毒；

• 脱水：通过高效除雾器（雾滴去除率≥99.5%）及活性炭吸附脱水层，将废气含水率降至≤10%，避免催化剂失活。

• 换热器：采用板式换热器，利用催化燃烧后的高温尾气（350-400℃）预热待处理废气，预热后废气温度升至 200-250℃，降低辅助加热能耗，热回收效率≥75%。

• 催化燃烧反应器：

• 结构：采用立式固定床反应器，催化剂床层分两层（上层为保护床，下层为主反应床），确保气体均匀分布；

• 辅助加热：采用电加热或天然气加热，当废气浓度较低（＜1000mg/m³）时，启动辅助加热维持反应温度；当废气浓度≥1500mg/m³ 时，利用燃烧余热即可维持反应，实现自热运行；

• 反应条件：反应温度 280-350℃，空速 10000-20000h⁻¹，停留时间≥0.5s，VOCs 去除效率≥95%。

• 达标排放：处理后的废气经烟囱（高度≥15m）排放，排放指标满足 GB 37823-2019 中 VOCs 排放浓度≤60mg/m³、去除效率≥80% 的要求，异味浓度≤2000（无量纲）。

• 启动阶段：先启动引风机，待系统负压稳定后，启动辅助加热，将催化剂床层温度升至 280℃，再通入废气；

• 运行阶段：实时监测废气浓度、反应温度、压力等参数，通过 PLC 控制系统调节引风机频率、辅助加热功率，维持反应温度稳定；当 VOCs 浓度超标（＞80mg/m³）时，自动切换至旁通吸附装置（备用活性炭吸附床），确保达标排放；

• 停机阶段：先切断废气进气，保持引风机运行，待催化剂床层温度降至 100℃以下后，关闭引风机及辅助设备。

• 防爆：反应器及废气管道设置泄爆片（泄爆压力 0.1MPa），车间安装可燃气体探测器（检测浓度≤爆炸下限的 25%），联动紧急停机装置；

• 防火：设备及管道采用防火保温材料，电气设备选用防爆型（Ex dⅡBT4）；

• 防催化剂中毒：定期监测废气成分，严禁含硫、氯、重金属等毒物的废气进入反应器，若废气成分变化，需提前预处理；

• 应急处理：设置应急排空管道及备用吸附装置，突发故障时切换至应急系统，避免废气直排。

• 每日：检查设备运行参数（温度、压力、风量），清理除尘器灰斗，检查喷淋塔液位及 pH 值；

• 每周：检查催化剂床层温度分布，清理换热器表面积尘，测试安全报警系统；

• 每月：取样检测排放废气浓度，更换吸附脱水层，检查风机及电机运行状态；

• 每年：更换催化剂（或再生处理），全面检修设备，校准检测仪器。

• 设备投资：约 80-120 万元（含预处理、反应器、换热器、控制系统）；

• 运行成本：

• 能耗：电耗约 5-10kW・h/h（辅助加热阶段），天然气消耗约 5-10m³/h（低浓度废气工况），年运行费用约 15-30 万元；

• 耗材：催化剂年更换费用约 8-12 万元，滤袋、吸附材料年更换费用约 3-5 万元；

• 人工：2-3 人 / 班，年人工成本约 10-15 万元；

• 投资回收期：约 3-5 年（含环保补贴及节能收益）。

1. 高效净化：VOCs 去除效率≥95%，异味去除效果显著，满足制药行业严格环保要求；

1. 节能降耗：采用余热回收系统，自热运行工况占比高，能耗比传统热力燃烧低 30-50%；

1. 安全可靠：配备完善的防爆、防火、应急系统，适应制药废气浓度波动大的特点；

1. 操作简便：PLC 自动控制系统，减少人工干预，运维成本低；

1. 环保合规：符合国家及地方环保标准，可通过环保部门验收。