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摘要：随着环保意识的提高，粘胶纤维工厂生产中排放的废气中含有的坟S、C乓对环保的危害日益被人们认识，随之而发展了各种废气处理技术，以及以较低的造价、较少的原辅材料投人，回收废气中的有害物质，使之变成可重复利用的原料。这些技术从较早的活性炭吸附法，以直接回收CSZ的工艺逐步发展到目前的燃烧法回收硫酸，以及生物氧化工艺、技术更趋于完善。
关键词：粘胶纤维；废气；处理工艺
粘胶纤维是以棉绒和木材等天然纤维素制成的棉浆粕、木浆粕为原料，经过一系列复杂的化学变化和物理化学变化制成的再生纤维素纤维。粘胶纤维是化学纤维中与天然纤维服装性能最接近的品种，具有手感柔软、吸湿透气、上色鲜亮、抗静电、较易于纺织加工等特点，是纺织工业的重要原料之一。我国目前有粘胶纤维企业约50 家，除生产普通粘胶纤维，近年来各种功能化、差别化粘胶纤维也有生产。各种粘胶纤维的基本过程都是相似的，主要有：粘胶制备：包括浸渍压榨制备碱纤维素、黄化制备纤维素黄酸酯、溶解脱泡过滤等。纤维的成型：粘胶经过计量和纺前过滤后，通过喷丝头，形成多根粘胶细流，进入纺丝凝固浴而固化成纤维束，其后丝条经过二浴拉伸、精练、卷曲切断等。同时释放出二硫化碳、硫化氢和硫，凝固浴由硫酸、硫酸锌、硫酸钠构成。酸站：采用多级浓缩蒸发除去凝固浴中多余的水分，用焙烧法提取元明粉除去凝固浴中不断生成的硫酸钠，再添加新酸和硫酸锌，以保持凝固浴的成分稳定。
一、粘胶纤维厂废气的来源与特点
粘胶纤维是以棉绒和木材等天然纤维素制成的棉浆粕、木浆粕为原料，经过一系列复杂的化学变化和物理化学变化制成的再生纤维素纤维。粘胶生产主要分为原液、纺练、酸站三个工序，在这三个工段均有CS2、H2S 排出，形成工艺废气。产生部位有：黄化机、熟成桶、脱泡桶、纺丝机、牵伸机、切断机、铺毛机、精练机、酸浴脱气等工段产生的废气。其中原液车间废气主要成份为CS2，由游离的CS2 挥发产生；纺练车间工艺废气同时含有CS2 和H2S，纺丝机废气主要源于粘胶与硫酸反应，牵伸机、铺毛机、精练机废气主要源于高温逸出；酸站车间工艺废气同时含有CS2 和H2S，主要来源于酸浴真空脱气。
废气的性质特点有：①同时含有CS2 和H2S，两种物质物化特性相差较大，CS2 沸点高达46.2℃，而H2S 沸点低、有还原性和弱酸性，难以在同一条件下用同一吸收剂将两种气体以较经济的形式去除；②废气产生点多，各排放点废气量、浓度差异较大；③混合废气CS2 浓度远高于H2S，最高可达100g/m3；④易燃易爆、恶臭有毒：CS2 和H2S 均为挥发性、低闪点、有毒性和恶臭的物质，废气处理应首先考虑机体密闭，同时应注意安全性。
二、粘胶纤维同类废气治理现状
工艺废气中同时含有CS2 和H2S，且两种物质难以采用同一种方法去除，因此将粘纤工艺废气治理方法分为分别治理法和综合治理法，其中分别治理法又分为CS2 治理方法和H2S 治理方法。
1、CS2 治理方法。对CS2 治理回收方法研究较多，可以根据其浓度选择不同的方法。浓度在10g/m3 以上时，一般采用冷凝法；当浓度在0.3-10g/m3 时，多采用活性炭吸附法。冷凝法是回收高浓度CS2 最经济的措施，冷凝效率一般大于30%，在采用冷却水和冷冻水二级冷凝时，回收效率可达45-55%，适用于纺练工段和酸浴脱气的前置处理。由于CS2在水中溶解度很小、比重大于水的特点，冷凝得到的CS2 位于冷凝水下分层，回收得到的CS2 纯度较高，可直接回用于黄化工段。使用冷凝回收CS2 时，须确保纺丝机、精练机、酸浴脱气的密闭性，若密封不好，空气进入，H2S 被空气中的氧氧化成单质硫，挂在冷凝器壁上，影响热交换，降低冷凝效果。活性炭吸附CS2 是以物理吸附为主的放热吸附，吸附后的活性炭采用蒸汽脱附，脱附氣体再采用冷却水和冷冻水冷凝回收。固定床活性炭吸附法在粘胶短纤维厂的应用，主要是处理原液车间黄化机、溶解机、熟成过滤工段以及高浓度废气冷凝后产生的低浓度（<10g/m3）废气。活性炭吸附法对气体的吸附较完全，吸附效率一般可达98% 以上，该法投资较高，运行费用也较高，同时吸附过程中将放出大量热能，故吸附时应杜绝空气进入吸附器，否则有爆炸的危险。
2、H2S 治理方法。目前治理H2S 废气的方法较多，有苛性钠法、改性ADA 法、制作硫脲等。改性ADA 法已广泛应用于煤炭工业、化肥工业的气体净化中，利用Na2CO3 为原料、ADA 作为催化剂，制备高纯硫磺。但在粘胶纤维行业中，因其废气中含有较多CS2 和低量的H2S，使之应用有一定的困难。苛性钠法是利用烧碱与H2S 发生中和反应，去除H2S 的方法。有些粘胶纤维厂，在回收CS2 之前，先用此方法处理H2S，使CS2、H2S 回收利用同步进行。硫脲是一种应用极为广泛的化工原料。它通过合成制得，但需用较纯的H2S 作为原料，在粘胶纤维生产废气中，由于H2S 与大量的CS2 同时存在，使利用H2S 合成硫脲遇到了许多困难，但在自备CS2 生产车间的粘胶纤维厂，由于生产CS2 产生大量的较高纯度的H2S 废气，可以用来合成硫脲。
3、综合治理法。综合治理法有催化氧化法和生化法，催化氧化法是该公司共同开发的处理工艺，其原理是：通过专门研制的催化剂将废气中的H2S、CS2 转化为SO2，再用另一种催化剂将SO2 转化为SO3，之后用稀硫酸或其它介质吸收而最终转化为工业级H2SO4。该方法处理气体的浓度范围广，质量浓度大于2g/m3 都能进行有效处理，但是质量浓度低，燃料消耗高，不经济，最适宜处理质量浓度为7-15g/m3 的废气；对CS2、H2S 去除效率均在98% 以上，副产的硫酸可再用于生产，配制纺丝酸浴；SO2 氧化不完全易产生二次污染。生化法是应用噬硫杆菌群的生化作用，将废气中的CS2 和H2S 转化为无害的CO2 气体、单质硫或硫酸盐。对于粘胶短纤厂，由于其废气浓度大大高于生化处理的经济合理浓度影响了生化处理装置的经济性，因此应用有限。 4、两种方法分析
在目前应用较广泛的处理工艺中选出催化氧化法和“碱洗- 活性炭吸附”两种工艺，从工艺成熟性、废气处理效果、二次污染、投资运行费用、副产品收益等方面加以对比探讨。
（1）工艺成熟性。催化氧化法和碱洗- 活性炭吸附法均为含CS2 废气成熟、效果稳定的处理工艺，目前化纤行业有广泛的应用。
（2）废气处理效果。催化氧化法处理装置CS2 的转化率为98% 以上，H2S 转化率在98% 以上；碱洗- 活性炭吸附工艺CS2 的回收率在97.9% 以上，H2S 的转化率在98.5% 以上。从转化率上来看，两者相差不大。
（3）二次污染。催化氧化装置运行过程中由于氧化钒氧化SO2 的转化率为98%，因此会产生SO2 二次污染。而碱洗- 活性炭吸附工艺不会产生二次污染。
（4）投资运行费用。以1 套40000m3/h 装置为例，活性炭吸附法装置总投资约4900万元，而催化氧化法装置投资约6000万元，活性炭吸附法占优势。两种工艺的运行费用活性炭吸附法的运行费用为954.4 元/h，而催化氧化法运行费用为774.8 元/h，催化氧化法略低。
（五）副產品收益。以1 套40000m3/h 装置为例，CS2、H2S 催化氧化后可以副产浓硫酸17555 吨，创造产值2194 万元/ 年，减去运行成本619 万元/ 年，直接经济效益为1575 万元/ 年。而采用碱洗- 活性炭吸附工艺，可回收二硫化碳3684.4t/a、副产22%NaHS 溶液 14027t/a，年回收效益2533.9 万元/ 年，减去运行成本762.8 万元/ 年，直接经济效益为1771.1 万元/ 年。
粘胶纤维工厂废水量大、成分复杂、可生化性差，企业可根据排放标准不同而选用上述三种具体工艺处理废水。江苏某粘胶纤维厂采用物化预处理+ 生化深度处理，河北某粘胶纤维厂最初采用物化预处理法，后为削减全厂50% 的COD 排放量，将污水站改造为高级物化法，均能达标排放。
参考文献：
[1]黄家玉. 人造纤维工厂装备[M]. 青岛海洋大学出版社，2013.
[2]麻芳龄. 兰精公司粘胶纤维生产中的环保技术[J] 人造纤维，2014，06.
[3]张文雄. 粘胶纤维生产项目环评优化措施[J] 海峡科学，2013，13.
[4]游志华等. 粘胶纤维厂酸站设计中的节能环保措施[J]. 江西科学，2015，02.
关键词：粘胶纤维；废气；处理工艺
粘胶纤维是以棉绒和木材等天然纤维素制成的棉浆粕、木浆粕为原料，经过一系列复杂的化学变化和物理化学变化制成的再生纤维素纤维。粘胶纤维是化学纤维中与天然纤维服装性能最接近的品种，具有手感柔软、吸湿透气、上色鲜亮、抗静电、较易于纺织加工等特点，是纺织工业的重要原料之一。我国目前有粘胶纤维企业约50 家，除生产普通粘胶纤维，近年来各种功能化、差别化粘胶纤维也有生产。各种粘胶纤维的基本过程都是相似的，主要有：粘胶制备：包括浸渍压榨制备碱纤维素、黄化制备纤维素黄酸酯、溶解脱泡过滤等。纤维的成型：粘胶经过计量和纺前过滤后，通过喷丝头，形成多根粘胶细流，进入纺丝凝固浴而固化成纤维束，其后丝条经过二浴拉伸、精练、卷曲切断等。同时释放出二硫化碳、硫化氢和硫，凝固浴由硫酸、硫酸锌、硫酸钠构成。酸站：采用多级浓缩蒸发除去凝固浴中多余的水分，用焙烧法提取元明粉除去凝固浴中不断生成的硫酸钠，再添加新酸和硫酸锌，以保持凝固浴的成分稳定。
一、粘胶纤维厂废气的来源与特点
粘胶纤维是以棉绒和木材等天然纤维素制成的棉浆粕、木浆粕为原料，经过一系列复杂的化学变化和物理化学变化制成的再生纤维素纤维。粘胶生产主要分为原液、纺练、酸站三个工序，在这三个工段均有CS2、H2S 排出，形成工艺废气。产生部位有：黄化机、熟成桶、脱泡桶、纺丝机、牵伸机、切断机、铺毛机、精练机、酸浴脱气等工段产生的废气。其中原液车间废气主要成份为CS2，由游离的CS2 挥发产生；纺练车间工艺废气同时含有CS2 和H2S，纺丝机废气主要源于粘胶与硫酸反应，牵伸机、铺毛机、精练机废气主要源于高温逸出；酸站车间工艺废气同时含有CS2 和H2S，主要来源于酸浴真空脱气。
废气的性质特点有：①同时含有CS2 和H2S，两种物质物化特性相差较大，CS2 沸点高达46.2℃，而H2S 沸点低、有还原性和弱酸性，难以在同一条件下用同一吸收剂将两种气体以较经济的形式去除；②废气产生点多，各排放点废气量、浓度差异较大；③混合废气CS2 浓度远高于H2S，最高可达100g/m3；④易燃易爆、恶臭有毒：CS2 和H2S 均为挥发性、低闪点、有毒性和恶臭的物质，废气处理应首先考虑机体密闭，同时应注意安全性。
二、粘胶纤维同类废气治理现状
工艺废气中同时含有CS2 和H2S，且两种物质难以采用同一种方法去除，因此将粘纤工艺废气治理方法分为分别治理法和综合治理法，其中分别治理法又分为CS2 治理方法和H2S 治理方法。
1、CS2 治理方法。对CS2 治理回收方法研究较多，可以根据其浓度选择不同的方法。浓度在10g/m3 以上时，一般采用冷凝法；当浓度在0.3-10g/m3 时，多采用活性炭吸附法。冷凝法是回收高浓度CS2 最经济的措施，冷凝效率一般大于30%，在采用冷却水和冷冻水二级冷凝时，回收效率可达45-55%，适用于纺练工段和酸浴脱气的前置处理。由于CS2在水中溶解度很小、比重大于水的特点，冷凝得到的CS2 位于冷凝水下分层，回收得到的CS2 纯度较高，可直接回用于黄化工段。使用冷凝回收CS2 时，须确保纺丝机、精练机、酸浴脱气的密闭性，若密封不好，空气进入，H2S 被空气中的氧氧化成单质硫，挂在冷凝器壁上，影响热交换，降低冷凝效果。活性炭吸附CS2 是以物理吸附为主的放热吸附，吸附后的活性炭采用蒸汽脱附，脱附氣体再采用冷却水和冷冻水冷凝回收。固定床活性炭吸附法在粘胶短纤维厂的应用，主要是处理原液车间黄化机、溶解机、熟成过滤工段以及高浓度废气冷凝后产生的低浓度（<10g/m3）废气。活性炭吸附法对气体的吸附较完全，吸附效率一般可达98% 以上，该法投资较高，运行费用也较高，同时吸附过程中将放出大量热能，故吸附时应杜绝空气进入吸附器，否则有爆炸的危险。
2、H2S 治理方法。目前治理H2S 废气的方法较多，有苛性钠法、改性ADA 法、制作硫脲等。改性ADA 法已广泛应用于煤炭工业、化肥工业的气体净化中，利用Na2CO3 为原料、ADA 作为催化剂，制备高纯硫磺。但在粘胶纤维行业中，因其废气中含有较多CS2 和低量的H2S，使之应用有一定的困难。苛性钠法是利用烧碱与H2S 发生中和反应，去除H2S 的方法。有些粘胶纤维厂，在回收CS2 之前，先用此方法处理H2S，使CS2、H2S 回收利用同步进行。硫脲是一种应用极为广泛的化工原料。它通过合成制得，但需用较纯的H2S 作为原料，在粘胶纤维生产废气中，由于H2S 与大量的CS2 同时存在，使利用H2S 合成硫脲遇到了许多困难，但在自备CS2 生产车间的粘胶纤维厂，由于生产CS2 产生大量的较高纯度的H2S 废气，可以用来合成硫脲。
3、综合治理法。综合治理法有催化氧化法和生化法，催化氧化法是该公司共同开发的处理工艺，其原理是：通过专门研制的催化剂将废气中的H2S、CS2 转化为SO2，再用另一种催化剂将SO2 转化为SO3，之后用稀硫酸或其它介质吸收而最终转化为工业级H2SO4。该方法处理气体的浓度范围广，质量浓度大于2g/m3 都能进行有效处理，但是质量浓度低，燃料消耗高，不经济，最适宜处理质量浓度为7-15g/m3 的废气；对CS2、H2S 去除效率均在98% 以上，副产的硫酸可再用于生产，配制纺丝酸浴；SO2 氧化不完全易产生二次污染。生化法是应用噬硫杆菌群的生化作用，将废气中的CS2 和H2S 转化为无害的CO2 气体、单质硫或硫酸盐。对于粘胶短纤厂，由于其废气浓度大大高于生化处理的经济合理浓度影响了生化处理装置的经济性，因此应用有限。 4、两种方法分析
在目前应用较广泛的处理工艺中选出催化氧化法和“碱洗- 活性炭吸附”两种工艺，从工艺成熟性、废气处理效果、二次污染、投资运行费用、副产品收益等方面加以对比探讨。
（1）工艺成熟性。催化氧化法和碱洗- 活性炭吸附法均为含CS2 废气成熟、效果稳定的处理工艺，目前化纤行业有广泛的应用。
（2）废气处理效果。催化氧化法处理装置CS2 的转化率为98% 以上，H2S 转化率在98% 以上；碱洗- 活性炭吸附工艺CS2 的回收率在97.9% 以上，H2S 的转化率在98.5% 以上。从转化率上来看，两者相差不大。
（3）二次污染。催化氧化装置运行过程中由于氧化钒氧化SO2 的转化率为98%，因此会产生SO2 二次污染。而碱洗- 活性炭吸附工艺不会产生二次污染。
（4）投资运行费用。以1 套40000m3/h 装置为例，活性炭吸附法装置总投资约4900万元，而催化氧化法装置投资约6000万元，活性炭吸附法占优势。两种工艺的运行费用活性炭吸附法的运行费用为954.4 元/h，而催化氧化法运行费用为774.8 元/h，催化氧化法略低。
（五）副產品收益。以1 套40000m3/h 装置为例，CS2、H2S 催化氧化后可以副产浓硫酸17555 吨，创造产值2194 万元/ 年，减去运行成本619 万元/ 年，直接经济效益为1575 万元/ 年。而采用碱洗- 活性炭吸附工艺，可回收二硫化碳3684.4t/a、副产22%NaHS 溶液 14027t/a，年回收效益2533.9 万元/ 年，减去运行成本762.8 万元/ 年，直接经济效益为1771.1 万元/ 年。
粘胶纤维工厂废水量大、成分复杂、可生化性差，企业可根据排放标准不同而选用上述三种具体工艺处理废水。江苏某粘胶纤维厂采用物化预处理+ 生化深度处理，河北某粘胶纤维厂最初采用物化预处理法，后为削减全厂50% 的COD 排放量，将污水站改造为高级物化法，均能达标排放。
参考文献：
[1]黄家玉. 人造纤维工厂装备[M]. 青岛海洋大学出版社，2013.
[2]麻芳龄. 兰精公司粘胶纤维生产中的环保技术[J] 人造纤维，2014，06.
[3]张文雄. 粘胶纤维生产项目环评优化措施[J] 海峡科学，2013，13.
[4]游志华等. 粘胶纤维厂酸站设计中的节能环保措施[J]. 江西科学，2015，02.