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(xiàn)有化驗室廢氣需進行收集處理。

設計依據(jù)

1. 甲方所提供的與本項目有關的技術資料
2. 環(huán)境空氣質(zhì)量標準（GB3095-1996）
3. 國發(fā)（1996）31號《關于環(huán)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(chǎn)促進法》
5. 《中華人民共和國環(huán)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(huán)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(huán)境保護設計規(guī)范》
10. 《采暖通風和空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》（GB50019-2003）
11. 《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2006）
12. 《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》（GB50052-1995）
13. 公司同類項目廢氣治理工程經(jīng)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(guī)范、標準和資料

設計采用的標準及規(guī)范

本工程的建設必須遵守但不局限于下列基礎規(guī)范：

1. 《環(huán)境保護檔案管理規(guī)范 建設項目環(huán)境保護管理》（HJ/T 8.3-1994）
2. 《建設項目環(huán)境保護管理條例》（1998年11月29日令）
3. 關于印發(fā)大氣污染防治行動計劃的通知（國發(fā)[2013] 37 號）
4. 關于重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃的批復（國函 [2012] 146 號）
5. *、國家*員會、*關于印發(fā)《重點區(qū)域大氣污染防治十二五規(guī)劃》的通知（環(huán)發(fā)[2012]130 號）
6. 《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》（GBZ1-2002）
7. 《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)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(huán)境空氣質(zhì)量標準》（GB3095-1996）
11. 《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016-2006）
12. 《建筑結(jié)構荷載規(guī)范（2006版）》（GB50009-2001）
13. 《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058-1992）
14. 《社會生活環(huán)境噪聲排放》（GB22337-2008）
15. 《化工建設項目環(huán)境保護設計規(guī)定》（HJ/T20667-2005）
16. 《城市環(huán)境衛(wèi)生設備》（CJ/T16-1999）
17. 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第1部分：通用要求》 (GB3836.1-2000)
18. 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第2部分：隔爆型》 (GB3836.2-2000)
19. 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備 第13部分：爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備的檢修》 (GB3836.13-1997)
20. 《爆炸性氣體環(huán)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(huán)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(guī)范》（GB50054-1995）
23. 《國家電氣設計安全技術規(guī)范》（GB19517-2004）
24. 《系統(tǒng)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(tǒng)的雷電過電壓絕緣配合》（GB/T21697－2008）

施工規(guī)范和標準

本工程的建設必須遵守但不局限于下列基礎規(guī)范：

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

優(yōu)先采用中華人民共和國的規(guī)范。

項目基本情況

根據(jù)甲方準備建造的實驗室進行廢氣收集處理。實驗室作業(yè)過程中揮發(fā)出大量有機廢氣、酸堿廢氣等，影響化驗員身心健康?，F(xiàn)為改善實驗室環(huán)境，保護化驗員身心健康，響應國家環(huán)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(jù)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(yè)過程中產(chǎn)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(zhì)、二甲苯類物質(zhì)，非甲烷總烴物質(zhì)，VOCs，顆粒物，揮發(fā)性酸霧等。

廢氣危害：長時間有機廢氣彌漫的環(huán)境中作業(yè)，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(jīng)處理無組織排放到大氣中，對環(huán)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(tǒng)設計：

廢氣處理工程為廢氣處理排放系統(tǒng)。

廢氣處理工藝確定：

根據(jù)該項目特點，經(jīng)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(chǎn)運行的同類裝置的成功經(jīng)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(jīng)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(huán)境污染小、適應范圍廣，其處理效果和經(jīng)濟指標已處于國內(nèi)同行業(yè)*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(fā)性，夾帶在廢氣中，不僅影響系統(tǒng)對VOCs的處理效果，經(jīng)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(huán)節(jié)是決定廢氣治理是否達標，系統(tǒng)運行是否正常的關鍵環(huán)節(jié)。

噴淋塔洗滌塔采用填料水霧旋轉(zhuǎn)對廢氣進行凈化，適合連續(xù)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(chǎn)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(huán)，可*去除氣體的異味、有害物質(zhì)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(yè)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(yè)復合纖維主要起到過濾作用，把廢氣中的粉塵雜質(zhì)去除。專業(yè)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(fā)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(xù)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(yōu)良特性開發(fā)而成的一種新型功能材料。經(jīng)紫外燈光照射后產(chǎn)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(chǎn)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(tài)，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(yōu)良特性，即耐高溫、抗腐蝕、化學性質(zhì)穩(wěn)定的特征，又具有泡沫金屬*的三微網(wǎng)狀結(jié)構。以它為基體，附載納米*開發(fā)而成的復合光催化泡沫金屬濾網(wǎng)繼承了泡沫鎳的優(yōu)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(yōu)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(wǎng)狀結(jié)構，可做為一種優(yōu)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(jié)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(fā)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?？昭ㄒ话闩c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(zhì)(•O2-，•OOH ，H2O2)共同作用的結(jié)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(zhì)的協(xié)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(jié)能燈發(fā)光原理一樣，燈管內(nèi)的汞原子被激發(fā)產(chǎn)生汞的特征譜線。低壓汞蒸汽主要產(chǎn)生254nm和185nm紫外線。

日光燈、節(jié)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(fā)出可見光，而紫外光燈管則用透紫外玻璃或石英玻璃生產(chǎn)。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(fā)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(chǎn)生臭氧，不會因臭氧而帶來新的環(huán)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(wǎng)裝結(jié)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(huán)使用。

光觸媒空氣濾網(wǎng)采用的*顆粒是Brookite斜方晶系列構造，在國內(nèi)同行業(yè)中處于zui前列。

一般的光觸媒空氣濾網(wǎng)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(jié)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(wǎng)、產(chǎn)生254nm和185nm紫外線、電控系統(tǒng)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(fā)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(jīng)過*的催化作用，被*分解破壞，達到無機化，而不形成中間產(chǎn)物。目前，很多發(fā)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(tài)和氣態(tài)兩種形態(tài)存在。其中粒子態(tài)主要是含在粉塵中和液態(tài)中的惡臭成份。而橡膠輪胎行業(yè)硫化車間的惡臭是氣態(tài)和少量的粉塵粒子態(tài)，鑲嵌有納米*的60目泡沫鎳網(wǎng)，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(fā)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(zhì)。

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(yè)的空氣凈化之中。并被廣州市科學技術協(xié)會、廣州科普作家協(xié)會收錄及推廣，可見黃敏主編的《現(xiàn)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(jié)。

-廢氣處理設備及技術參數(shù)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(zhì)：    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(shù)：

流    量：   6000m³/h

材    質(zhì)：   碳鋼防腐防爆

數(shù)    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(huán)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(nèi)，保用一年不用換；

       3）使用防爆風機。

       4）電控系統(tǒng)要求變頻、可控；

       5）采用防爆照明；

       6）電器配件使用國內(nèi)；

工程實施周期

根據(jù)項目的具體情況，初步確定項目各階段工作內(nèi)容和執(zhí)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(diào)試驗收：           3天

工程累計周期：         15天

備注：可根據(jù)甲方要求，合理縮短周期