油田化驗室廢氣綜合處理設計方案-項目概述

1.簡介

項目名稱：化驗室廢氣治理

處理工位：甲方現有化驗室廢氣需進行收集處理。

設計依據

1. 甲方所提供的與本項目有關的技術資料
2. 環境空氣質量標準（GB3095-1996）
3. 國發（1996）31號《關于環境保護若干問題的決定》
4. 中華人民共和國主席令第72號《中華人民共和國清潔生產促進法》
5. 《中華人民共和國環境保護法》（2015）
6. 《中華人民共和國大氣污染防治法》（2015-08-29）
7. 《國家環境保護“十二五”計劃》
8. 《惡臭污染物排放標準》（GB14554-93）
9. 《建設項目環境保護設計規范》
10. 《采暖通風和空氣調節設計規范》（GB50019-2003）
11. 《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）
12. 《供配電系統設計規范》（GB50052-1995）
13. 公司同類項目廢氣治理工程經驗

設計范圍：廢氣收集裝置、處理工藝設計、處理設備等。

編制采用的主要規范、標準和資料

設計采用的標準及規范

本工程的建設必須遵守但不局限于下列基礎規范：

1. 《環境保護檔案管理規范 建設項目環境保護管理》（HJ/T 8.3-1994）
2. 《建設項目環境保護管理條例》（1998年11月29日令）
3. 關于印發大氣污染防治行動計劃的通知（國發[2013] 37 號）
4. 關于重點區域大氣污染防治“十二五”規劃的批復（國函 [2012] 146 號）
5. *、國家*員會、*關于印發《重點區域大氣污染防治十二五規劃》的通知（環發[2012]130 號）
6. 《工業企業設計衛生標準》（GBZ1-2002）
7. 《工業企業廠界環境噪聲排放標準》（GB 12348-2008）
8. 《大氣污染物綜合排放標準》（GB16297-1996）
9. 《粉塵污染物排放標準》（GB14554-93）
10. 《環境空氣質量標準》（GB3095-1996）
11. 《建筑設計防火規范》（GB50016-2006）
12. 《建筑結構荷載規范（2006版）》（GB50009-2001）
13. 《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》（GB50058-1992）
14. 《社會生活環境噪聲排放》（GB22337-2008）
15. 《化工建設項目環境保護設計規定》（HJ/T20667-2005）
16. 《城市環境衛生設備》（CJ/T16-1999）
17. 《爆炸性氣體環境用電氣設備 第1部分：通用要求》 (GB3836.1-2000)
18. 《爆炸性氣體環境用電氣設備 第2部分：隔爆型》 (GB3836.2-2000)
19. 《爆炸性氣體環境用電氣設備 第13部分：爆炸性氣體環境用電氣設備的檢修》 (GB3836.13-1997)
20. 《爆炸性氣體環境用電氣設備 第15部分：危險場所電氣安裝（煤礦除外）》(GB3836.15-2000)
21. 《爆炸性氣體環境用電氣設備 第16部分：電氣裝置的檢查和維護（煤礦除外）》(GB3836.16-2006)
22. 《低壓配電設計規范》（GB50054-1995）
23. 《國家電氣設計安全技術規范》（GB19517-2004）
24. 《系統接地的型式及安全技術要求》（GB50054-1995）
25. 《外殼防護等級（IP代碼）》(GB4208-2008)
26. 《低壓電力線路和電子設備系統的雷電過電壓絕緣配合》（GB/T21697－2008）

施工規范和標準

本工程的建設必須遵守但不局限于下列基礎規范：

1. 《鋼筋混凝土工程施工操作規程》（YSJ403-1989）
2. 《地下防水工程質量及驗收規范》（GB50208-2002）
3. 《鋼筋焊接及驗收規程》（JGJ18-2003）
4. 《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB50046-2008）
5. 《工業設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規范》（HGJ229-1991）
6. 《防腐蝕工程施工操作規程》（YSJ411-1989）
7. 《地基與基礎工程施工操作規程》（YSJ402-1989）
8. 《廠區吊裝作業安全規程》（HG23015-1999）
9. 《大型設備吊裝安全規程》（SY6279-2008）
10. 《特種結構工程施工操作規程》（YSJ405-1989）
11. 《砌筑工程施工操作規程》（YSJ406-1989）

優先采用中華人民共和國的規范。

項目基本情況

根據甲方準備建造的實驗室進行廢氣收集處理。實驗室作業過程中揮發出大量有機廢氣、酸堿廢氣等，影響化驗員身心健康。現為改善實驗室環境，保護化驗員身心健康，響應國家環保要求，設計廢氣處理方案將廢氣進行收集治理。

廢氣基本概況

廢氣成分：根據甲方提供的信息，本治理工程所要收集治理的廢氣主要是實驗室作業過程中產生的大量有機廢氣、廢氣顆粒物和少量酸堿類廢氣。

廢氣成分較為復雜：主要有苯類物質、二甲苯類物質，非甲烷總烴物質，VOCs，顆粒物，揮發性酸霧等。

廢氣危害：長時間有機廢氣彌漫的環境中作業，會對人體造成多方面的潛在傷害：頭暈，，皮膚病及人體臟器的損傷等。而廢氣未經處理無組織排放到大氣中，對環境的危害也是巨大的，有機廢氣也是近年來國家及地方重點治理的目標。

油田化驗室廢氣綜合處理設計方案-廢氣處理系統設計：

廢氣處理工程為廢氣處理排放系統。

廢氣處理工藝確定：

根據該項目特點，經過多方案反復比較，采用“噴淋洗滌塔+光氧活性炭一體機”技術對廢氣進行治理。該技術充分吸收已建并投產運行的同類裝置的成功經驗，能有效去除廢氣中有機物、顆粒物、無機酸堿等污染因子的功能，經過不同工況裝置運行證明，該工藝技術成熟、投資少、運行費用低、處理效果效率高、操作簡單、易于控制、環境污染小、適應范圍廣，其處理效果和經濟指標已處于國內同行業*水平。

工藝流程：

廢氣處理工藝介紹

1 噴淋塔洗滌塔

廢氣中，除VOCs外，還含有少量的顆粒物成分，顆粒物不具揮發性，夾帶在廢氣中，不僅影響系統對VOCs的處理效果，經過長時間的積累，顆粒物會造成設備的堵塞，影響廢氣治理設備的使用壽命。

所以在廢氣治理的工藝設計中，對廢氣的預處理環節是決定廢氣治理是否達標，系統運行是否正常的關鍵環節。

噴淋塔洗滌塔采用填料水霧旋轉對廢氣進行凈化，適合連續和間歇排放廢氣的治理，工藝簡單，管理、操作及維修相當方便簡潔，不會對車間的生產造成任何影響，適用范圍非常廣泛，可同時凈化多種污染物、壓降較低、操作彈性大、且具有很好的除霧性能。箱體采用304不銹鋼或更高標準的材料制作，持久耐用，填料采用高效、低阻的鮑爾環，可*去除氣體的異味、有害物質等。

2 光催化活性炭復合工藝

復合光催化裝置分為高效預處理段與復合光催化段，通常為一體式，這樣能有效的減少占地面積和安裝工作量。高效預處理段主要由模塊化的專業復合纖維組合而成，主要作用是對廢氣的各成份進行處理，以吸附去除廢氣中有害化學氣體，降低后端處理的壓力和提高廢氣處理效率。本方案的選用目前是強化廢氣的除塵效果，提高光催化分解和膜片的脫臭效果。

 2.1高效預處理段簡介

設備采用蜂窩狀均勻風口進風，*層專業復合纖維主要起到過濾作用，把廢氣中的粉塵雜質去除。專業復合纖維過濾采用進口干式過濾材料作為核心部件，這種干式過濾材料是專門開發出來的適用干式凈化特點的材料，由多層纖維復合而成，密度隨著厚度逐漸增大，zui后幾層硬度加大，起支撐作用。過濾時多層纖維對細粉塵粒子起攔截、碰撞、擴散、吸收等作用，廢氣通過時將細粉塵粒子容納在材料中。采用進口的PP纖維干式過濾材料，具有凈化效率高、空隙率大、過濾阻力低、使用壽命長、維護簡單、無二次污染等特點，吸附滿粉塵的材料簡單清理后（拍打或吸塵）可以回用，同時避免小顆粒物對后續工藝的影響。

2.2復合光催化段技術簡介

復合光催化裝置是采用*納米復合技術，在泡沫鎳基體上均勻負載上一定量的納米級*，整合納米光觸媒材料和泡沫鎳優良特性開發而成的一種新型功能材料。經紫外燈光照射后產生高能離子對異味分子進行催化分解達到凈化空氣的目的。

2.2.1復合光催化段產品介紹

鎳是銀白色微黃金屬，具有鐵磁性，熔點為1453℃，難溶于鹽酸和硫酸，在硝酸中處于鈍化狀態，在空氣中，鎳與氧反應，表面迅速生成一層極薄的鈍化膜，能抗大氣、堿和一些酸的腐蝕。

泡沫鎳既有上述金屬鎳的優良特性，即耐高溫、抗腐蝕、化學性質穩定的特征，又具有泡沫金屬*的三微網狀結構。以它為基體，附載納米*開發而成的復合光催化泡沫金屬濾網繼承了泡沫鎳的優點，超過95%的空隙率保證了良好的流體通透性、而在其表面分布均勻的光觸媒材料比表面積大，表面覆蓋率高，zui大限度增大了與光觸媒與紫外線的接觸面。加之泡沫金屬的三維特性，使得光催化“反應腔”飽滿，保證了其光催化效率。

2.2.2光催化工作原理

復合光催化泡沫金屬*納米復合技術，整合納米光觸媒材料與泡沫鎳的優良特性，在泡沫鎳基體上均勻負載一定量的納米TiO2而獲得的一種負載型光催化功能材料。泡沫鎳因其*的三維網狀結構，可做為一種優良的光催化劑載體，而負載在其表面的納米TiO2是迄今為止研究和應用zui多的一種光催化劑，在降解廢水中有機污染物、去除有害無機氣體和空氣凈化方面具有廣闊的應用前景。TiO2其電子結構特點為一個滿的價帶和一個空的導帶，在大于其帶隙能（Eg=3.2ev，相當于波長254nm的光子能量）的光照條件下，電子就可從價帶激發到導帶形成自由電子，而在價帶形成一個帶正電的空穴，形成電子—空穴對：

TiO2 + hυ →（TiO2）h+ +（TiO2）e-

價帶空穴是良好的氧化劑，導帶電子是良好的還原劑。空穴一般與表面吸附的H2O或OH-離子反應形成具有強氧化性的活性羥基(•OH)：

h+ + H2O → •OH + H+

h+ + OH- → •OH

電子則與表面吸附的氧分子(O2)反應，生成超氧離子(•O2-)。超氧離子可與水進一步反應，生成過羥基(•OOH)和雙氧水(H2O2)：

e- + O2 → •O2-

•O2- + H2O → •OOH + OH-

2•OOH → H2O2 + O2
•OOH + H2O + e- → H2O2 + OH-

H2O2 + e- → •OH + OH-

TiO2光催化氧化是活性羥基(•OH)和其他活性氧化類物質(•O2-，•OOH ，H2O2)共同作用的結果。在TiO2表面生成的•OH基團反應活性很高，具有高于有機物中各類化學鍵能的反應能，加上•O2-，•OOH ，H2O2活性氧化類物質的協同作用，能迅速有效地分解有機物。

粗略的反應機理為：

H2S + O2、O2-、O2+ → SO3 + H2O

NH3 + O2、O2-、、O2+ → NOx + H2O

VOCs + O2、O2-、、O2+ → SO3 +CO2+ H2O

2.2.3紫外光激活照射

紫外光燈與日光燈、節能燈發光原理一樣，燈管內的汞原子被激發產生汞的特征譜線。低壓汞蒸汽主要產生254nm和185nm紫外線。

日光燈、節能燈燈管采用的是普通玻璃，紫外線不能透出來，被熒光粉吸收后發出可見光，而紫外光燈管則用透紫外玻璃或石英玻璃生產。紫外線穿過玻管壁透射出來。

紫外線燈作為光催化氧化的光能提供體，光催化劑納米粒子在一定波長的紫外光線照射下才能受激發生成電子—空穴對，空穴分解催化劑，整個光催化氧化過程不會產生臭氧，不會因臭氧而帶來新的環境污染。

2.2.4技術特點

氧化鈦分布均勻，有效受光面積大，光催化效率高。主要特點如下：

*被鎳金屬牢牢鑲嵌，不易脫落，保證使用效果。

三維網裝結構，比表面積大，通透性能好，有一定強度，易加工安裝，確保通風量正常。

清洗方便，用普通肥皂水稍加清洗后用自然水沖干凈即可循環使用。

光觸媒空氣濾網采用的*顆粒是Brookite斜方晶系列構造，在國內同行業中處于zui前列。

一般的光觸媒空氣濾網只能對附著其表面的有限的空氣污染進行分解，光觸媒具有磷灰石針托結構，有*的吸附能力。

2.2.5復合光催化技術的*性

光催化工藝的主要是由鑲嵌有納米*（TiO2）的泡沫鎳網、產生254nm和185nm紫外線、電控系統及設備殼體等四大部分組合。光催化工藝能有的去除部分揮發性有機和無機化合物，如苯、甲醛、丙酮、氨、二氧化氮、硫化氫等。這些有害氣體，可經過*的催化作用，被*分解破壞，達到無機化，而不形成中間產物。目前，很多發達國家，在充分應用含有*的光催化涂料，涂在建筑物外墻和馬路隔音板上，利用太陽光來分解汽車排放廢氣中的氮氧化物，從而凈化空氣。

惡臭分子一般以粒子態和氣態兩種形態存在。其中粒子態主要是含在粉塵中和液態中的惡臭成份。而橡膠輪胎行業硫化車間的惡臭是氣態和少量的粉塵粒子態，鑲嵌有納米*的60目泡沫鎳網，其對廢氣成份中的粉塵有著較好的攔截作用。被攔截的粉塵里含量有一定量的揮發性有機和無機化合物，在光催化作用下，可將其分解成無毒無害物質。

光催化工藝的風速設計一般在3-15m/s，風速越大處理效率越低。

光催化工藝已是一種成熟工藝，被廣泛應用在各行各業的空氣凈化之中。并被廣州市科學技術協會、廣州科普作家協會收錄及推廣，可見黃敏主編的《現代科學普及從書八——21世紀科海拾貝》第92頁“86、用光凈化空氣”的章節。

-廢氣處理設備及技術參數說明

噴淋洗滌塔

利用噴淋捕捉將粉塵及顆粒物等從廢氣中去除。

型    號：    JY-PLT- 30                   

材    質：    不銹鋼

連接形式：    法蘭連接

光氧活性炭一體機

引風機

引風機設備參數：

流    量：   6000m³/h

材    質：   碳鋼防腐防爆

數    量：   1臺

設備明細：

備注  1、甲方提供行車吊裝

  2、基建平臺由甲方負責

1. 材料、運輸、工具、食宿乙方自己負責

     4、環保指標：單位為毫克/立方米

        苯≤5.0         二甲苯＜40

         甲苯＜25     非甲烷總烴＜50

     5、排氣孔高度15m以上；

     6、主設備要求：

       1）噴淋初級過濾。

       2）活性炭+UV光氧處理。活性炭吸附器保用一年不用換；UV光氧處理使用燈管，國內，保用一年不用換；

       3）使用防爆風機。

       4）電控系統要求變頻、可控；

       5）采用防爆照明；

       6）電器配件使用國內；

工程實施周期

根據項目的具體情況，初步確定項目各階段工作內容和執行周期：

• 工程設計：           2天
• 設備加工與配件采購： 7天
• 設備運輸及安裝：     3天
• 調試驗收：           3天

工程累計周期：         15天

備注：可根據甲方要求，合理縮短周期