一、项目背景

某大型制药集团（涵盖原料药、生物制药、中药制剂三大板块）在生产过程中面临严峻的废气治理挑战。其化学合成车间年产激素类中间体500吨，生物发酵车间生产青霉素等抗生素，中药提取线处理药材量达2000吨/年。废气排放特征如下：

· 污染物类型：VOCs（甲醇、丙酮、DMF）、酸性气体（HCl、H₂S）、恶臭（NH₃、硫化物）、药粉粉尘及微生物气溶胶；

· 排放特性：高毒性（含苯系物、致癌物）、成分复杂（不同产品切换导致组分波动）、排放点多（车间/储罐/污水站）；

· 合规要求：需满足《制药工业大气污染物排放标准》（GB37823-2019）及GMP规范，VOCs排放浓度≤60mg/m³，臭气浓度≤1000（无量纲）。

二、项目难点

1. 多源污染协同治理：化学合成、发酵、中药提取工序废气成分差异大，需兼顾VOCs、酸性气、恶臭的同步处理；

2. 高浓度与波动性：喷涂工序废气浓度瞬时可达2000mg/m³，且风量波动大（±30%）；

3. 安全与耐腐蚀：含易燃易爆VOCs（如甲苯）及微量酸性气体，设备需防爆、防腐；

4. 连续运行要求：制药生产需24小时连续运行，废气处理系统故障率需<0.5%。

三、解决方案：分场景定制化工艺

场景1：化学合成车间高浓度VOCs治理

工艺路线：
反应釜氮封改造 → 冷凝回收 → 沸石转轮浓缩（浓缩倍率15:1）→ RTO焚烧（850℃）→ 在线监测
技术亮点：

· 氮封改造减少无组织排放，冷凝回收溶剂年节约成本120万元；

· 沸石转轮+RTO组合工艺，VOCs去除率达98%，热回收效率95%；

· 配置LEL在线监测，超限自动稀释，保障安全。

场景2：生物发酵车间恶臭控制

工艺路线：
发酵罐顶吸罩 → 旋风分离器（去除菌丝）→ 耐堵型生物滤池（火山岩填料+专用菌剂）→ 化学洗涤塔 → 活性炭吸附
技术亮点：

· 前置旋风分离器解决生物滤池堵塞问题，维护周期从1个月延长至6个月；

· 生物滤池+化学洗涤协同，臭气浓度降至国标限值以下；

· 活性炭吸附作为安全冗余，确保达标排放。

场景3：中药提取车间乙醇蒸气回收

工艺路线：
闭式干燥系统 → 冷凝回收（乙醇回收率95%）→ 低温等离子体+活性炭纤维 → 车间微负压控制
技术亮点：

· 闭式干燥系统杜绝乙醇蒸气外溢，车间空气浓度<0.1mg/m³；

· 低温等离子体分解残留VOCs，活性炭纤维吸附微量污染物；

· 微负压设计防止泄漏，符合职业卫生标准。

四、实施效果

1. 排放达标

· VOCs排放浓度稳定在45-55mg/m³，非甲烷总烃≤35mg/m³；

· 臭气浓度<800（无量纲），颗粒物<10mg/m³；

· 二噁英类未检出，完全符合国标及GMP要求。

2. 节能降耗

· RTO热效率95%，年节约天然气费用180万元；

· 乙醇冷凝回收年节约溶剂成本200万元；

· 电耗较传统工艺降低30%（综合能耗≤18kWh/1000m³）。

3. 运行稳定性

· 设备故障率<0.5%，连续运行超8000小时无停机；

· 陶瓷蓄热体寿命≥5年，生物滤池菌剂半年补充一次。

4. 环境与经济效益

· 年削减VOCs排放量126吨，相当于减少CO₂排放1008吨；

· 获评省级“绿色工厂”示范企业，环保补贴奖励300万元；

· 溶剂回收年收益覆盖设备投资成本的40%。

五、项目价值

本案例通过“分场景定制工艺+源头-末端协同治理”的创新模式，解决了制药行业多源、复杂废气的治理难题。其成功经验可为同类企业提供以下借鉴：

1. 工艺选择：高浓度VOCs优先采用RTO，低浓度VOCs适配沸石转轮+催化燃烧；

2. 安全设计：LEL监测、防爆阀、氮封改造是易燃易爆废气的关键保障；

3. 生物技术应用：耐堵型生物滤池可高效处理发酵尾气，降低运行成本；

4. 闭环管理：溶剂回收+在线监测实现资源循环与实时管控。

该案例标志着制药行业废气治理从“末端达标”向“全过程优化”转型，为绿色制药提供了可复制的技术路径。