油田化验室废气综合处理设计方案-项目概述

1.简介

项目名称：化验室废气治理

处理工位：甲方现有化验室废气需进行收集处理。

设计依据

1. 甲方所提供的与本项目有关的技术资料
2. 环境空气质量标准（GB3095-1996）
3. 国发（1996）31号《关于环境保护若干问题的决定》
4. 中华人民共和国主席令第72号《中华人民共和国清洁生产促进法》
5. 《中华人民共和国环境保护法》（2015）
6. 《中华人民共和国大气污染防治法》（2015-08-29）
7. 《国家环境保护“十二五”计划》
8. 《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）
9. 《建设项目环境保护设计规范》
10. 《采暖通风和空气调节设计规范》（GB50019-2003）
11. 《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
12. 《供配电系统设计规范》（GB50052-1995）
13. 公司同类项目废气治理工程经验

设计范围：废气收集装置、处理工艺设计、处理设备等。

编制采用的主要规范、标准和资料

设计采用的标准及规范

本工程的建设必须遵守但不局限于下列基础规范：

1. 《环境保护档案管理规范 建设项目环境保护管理》（HJ/T 8.3-1994）
2. 《建设项目环境保护管理条例》（1998年11月29日令）
3. 关于印发大气污染防治行动计划的通知（国发[2013] 37 号）
4. 关于重点区域大气污染防治“十二五”规划的批复（国函 [2012] 146 号）
5. *、国家*员会、*关于印发《重点区域大气污染防治十二五规划》的通知（环发[2012]130 号）
6. 《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002）
7. 《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB 12348-2008）
8. 《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）
9. 《粉尘污染物排放标准》（GB14554-93）
10. 《环境空气质量标准》（GB3095-1996）
11. 《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）
12. 《建筑结构荷载规范（2006版）》（GB50009-2001）
13. 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-1992）
14. 《社会生活环境噪声排放》（GB22337-2008）
15. 《化工建设项目环境保护设计规定》（HJ/T20667-2005）
16. 《城市环境卫生设备》（CJ/T16-1999）
17. 《爆炸性气体环境用电气设备 第1部分：通用要求》 (GB3836.1-2000)
18. 《爆炸性气体环境用电气设备 第2部分：隔爆型》 (GB3836.2-2000)
19. 《爆炸性气体环境用电气设备 第13部分：爆炸性气体环境用电气设备的检修》 (GB3836.13-1997)
20. 《爆炸性气体环境用电气设备 第15部分：危险场所电气安装（煤矿除外）》(GB3836.15-2000)
21. 《爆炸性气体环境用电气设备 第16部分：电气装置的检查和维护（煤矿除外）》(GB3836.16-2006)
22. 《低压配电设计规范》（GB50054-1995）
23. 《国家电气设计安全技术规范》（GB19517-2004）
24. 《系统接地的型式及安全技术要求》（GB50054-1995）
25. 《外壳防护等级（IP代码）》(GB4208-2008)
26. 《低压电力线路和电子设备系统的雷电过电压绝缘配合》（GB/T21697－2008）

施工规范和标准

本工程的建设必须遵守但不局限于下列基础规范：

1. 《钢筋混凝土工程施工操作规程》（YSJ403-1989）
2. 《地下防水工程质量及验收规范》（GB50208-2002）
3. 《钢筋焊接及验收规程》（JGJ18-2003）
4. 《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB50046-2008）
5. 《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》（HGJ229-1991）
6. 《防腐蚀工程施工操作规程》（YSJ411-1989）
7. 《地基与基础工程施工操作规程》（YSJ402-1989）
8. 《厂区吊装作业安全规程》（HG23015-1999）
9. 《大型设备吊装安全规程》（SY6279-2008）
10. 《特种结构工程施工操作规程》（YSJ405-1989）
11. 《砌筑工程施工操作规程》（YSJ406-1989）

优先采用中华人民共和国的规范。

项目基本情况

根据甲方准备建造的实验室进行废气收集处理。实验室作业过程中挥发出大量有机废气、酸碱废气等，影响化验员身心健康。现为改善实验室环境，保护化验员身心健康，响应国家环保要求，设计废气处理方案将废气进行收集治理。

废气基本概况

废气成分：根据甲方提供的信息，本治理工程所要收集治理的废气主要是实验室作业过程中产生的大量有机废气、废气颗粒物和少量酸碱类废气。

废气成分较为复杂：主要有苯类物质、二甲苯类物质，非甲烷总烃物质，VOCs，颗粒物，挥发性酸雾等。

废气危害：长时间有机废气弥漫的环境中作业，会对人体造成多方面的潜在伤害：头晕，，皮肤病及人体脏器的损伤等。而废气未经处理无组织排放到大气中，对环境的危害也是巨大的，有机废气也是近年来国家及地方重点治理的目标。

油田化验室废气综合处理设计方案-废气处理系统设计：

废气处理工程为废气处理排放系统。

废气处理工艺确定：

根据该项目特点，经过多方案反复比较，采用“喷淋洗涤塔+光氧活性炭一体机”技术对废气进行治理。该技术充分吸收已建并投产运行的同类装置的成功经验，能有效去除废气中有机物、颗粒物、无机酸碱等污染因子的功能，经过不同工况装置运行证明，该工艺技术成熟、投资少、运行费用低、处理效果效率高、操作简单、易于控制、环境污染小、适应范围广，其处理效果和经济指标已处于国内同行业*水平。

工艺流程：

废气处理工艺介绍

1 喷淋塔洗涤塔

废气中，除VOCs外，还含有少量的颗粒物成分，颗粒物不具挥发性，夹带在废气中，不仅影响系统对VOCs的处理效果，经过长时间的积累，颗粒物会造成设备的堵塞，影响废气治理设备的使用寿命。

所以在废气治理的工艺设计中，对废气的预处理环节是决定废气治理是否达标，系统运行是否正常的关键环节。

喷淋塔洗涤塔采用填料水雾旋转对废气进行净化，适合连续和间歇排放废气的治理，工艺简单，管理、操作及维修相当方便简洁，不会对车间的生产造成任何影响，适用范围非常广泛，可同时净化多种污染物、压降较低、操作弹性大、且具有很好的除雾性能。箱体采用304不锈钢或更高标准的材料制作，持久耐用，填料采用高效、低阻的鲍尔环，可*去除气体的异味、有害物质等。

2 光催化活性炭复合工艺

复合光催化装置分为高效预处理段与复合光催化段，通常为一体式，这样能有效的减少占地面积和安装工作量。高效预处理段主要由模块化的专业复合纤维组合而成，主要作用是对废气的各成份进行处理，以吸附去除废气中有害化学气体，降低后端处理的压力和提高废气处理效率。本方案的选用目前是强化废气的除尘效果，提高光催化分解和膜片的脱臭效果。

 2.1高效预处理段简介

设备采用蜂窝状均匀风口进风，*层专业复合纤维主要起到过滤作用，把废气中的粉尘杂质去除。专业复合纤维过滤采用进口干式过滤材料作为核心部件，这种干式过滤材料是专门开发出来的适用干式净化特点的材料，由多层纤维复合而成，密度随着厚度逐渐增大，zui后几层硬度加大，起支撑作用。过滤时多层纤维对细粉尘粒子起拦截、碰撞、扩散、吸收等作用，废气通过时将细粉尘粒子容纳在材料中。采用进口的PP纤维干式过滤材料，具有净化效率高、空隙率大、过滤阻力低、使用寿命长、维护简单、无二次污染等特点，吸附满粉尘的材料简单清理后（拍打或吸尘）可以回用，同时避免小颗粒物对后续工艺的影响。

2.2复合光催化段技术简介

复合光催化装置是采用*纳米复合技术，在泡沫镍基体上均匀负载上一定量的纳米级*，整合纳米光触媒材料和泡沫镍优良特性开发而成的一种新型功能材料。经紫外灯光照射后产生高能离子对异味分子进行催化分解达到净化空气的目的。

2.2.1复合光催化段产品介绍

镍是银白色微黄金属，具有铁磁性，熔点为1453℃，难溶于盐酸和硫酸，在硝酸中处于钝化状态，在空气中，镍与氧反应，表面迅速生成一层极薄的钝化膜，能抗大气、碱和一些酸的腐蚀。

泡沫镍既有上述金属镍的优良特性，即耐高温、抗腐蚀、化学性质稳定的特征，又具有泡沫金属*的三微网状结构。以它为基体，附载纳米*开发而成的复合光催化泡沫金属滤网继承了泡沫镍的优点，超过95%的空隙率保证了良好的流体通透性、而在其表面分布均匀的光触媒材料比表面积大，表面覆盖率高，zui大限度增大了与光触媒与紫外线的接触面。加之泡沫金属的三维特性，使得光催化“反应腔”饱满，保证了其光催化效率。

2.2.2光催化工作原理

复合光催化泡沫金属*纳米复合技术，整合纳米光触媒材料与泡沫镍的优良特性，在泡沫镍基体上均匀负载一定量的纳米TiO2而获得的一种负载型光催化功能材料。泡沫镍因其*的三维网状结构，可做为一种优良的光催化剂载体，而负载在其表面的纳米TiO2是迄今为止研究和应用zui多的一种光催化剂，在降解废水中有机污染物、去除有害无机气体和空气净化方面具有广阔的应用前景。TiO2其电子结构特点为一个满的价带和一个空的导带，在大于其带隙能（Eg=3.2ev，相当于波长254nm的光子能量）的光照条件下，电子就可从价带激发到导带形成自由电子，而在价带形成一个带正电的空穴，形成电子—空穴对：

TiO2 + hυ →（TiO2）h+ +（TiO2）e-

价带空穴是良好的氧化剂，导带电子是良好的还原剂。空穴一般与表面吸附的H2O或OH-离子反应形成具有强氧化性的活性羟基(•OH)：

h+ + H2O → •OH + H+

h+ + OH- → •OH

电子则与表面吸附的氧分子(O2)反应，生成超氧离子(•O2-)。超氧离子可与水进一步反应，生成过羟基(•OOH)和双氧水(H2O2)：

e- + O2 → •O2-

•O2- + H2O → •OOH + OH-

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

H2O2 + e- → •OH + OH-

TiO2光催化氧化是活性羟基(•OH)和其他活性氧化类物质(•O2-，•OOH ，H2O2)共同作用的结果。在TiO2表面生成的•OH基团反应活性很高，具有高于有机物中各类化学键能的反应能，加上•O2-，•OOH ，H2O2活性氧化类物质的协同作用，能迅速有效地分解有机物。

粗略的反应机理为：

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

紫外光灯与日光灯、节能灯发光原理一样，灯管内的汞原子被激发产生汞的特征谱线。低压汞蒸汽主要产生254nm和185nm紫外线。

日光灯、节能灯灯管采用的是普通玻璃，紫外线不能透出来，被荧光粉吸收后发出可见光，而紫外光灯管则用透紫外玻璃或石英玻璃生产。紫外线穿过玻管壁透射出来。

紫外线灯作为光催化氧化的光能提供体，光催化剂纳米粒子在一定波长的紫外光线照射下才能受激发生成电子—空穴对，空穴分解催化剂，整个光催化氧化过程不会产生臭氧，不会因臭氧而带来新的环境污染。

2.2.4技术特点

氧化钛分布均匀，有效受光面积大，光催化效率高。主要特点如下：

*被镍金属牢牢镶嵌，不易脱落，保证使用效果。

三维网装结构，比表面积大，通透性能好，有一定强度，易加工安装，确保通风量正常。

清洗方便，用普通肥皂水稍加清洗后用自然水冲干净即可循环使用。

光触媒空气滤网采用的*颗粒是Brookite斜方晶系列构造，在国内同行业中处于zui前列。

一般的光触媒空气滤网只能对附着其表面的有限的空气污染进行分解，光触媒具有磷灰石针托结构，有*的吸附能力。

2.2.5复合光催化技术的*性

光催化工艺的主要是由镶嵌有纳米*（TiO2）的泡沫镍网、产生254nm和185nm紫外线、电控系统及设备壳体等四大部分组合。光催化工艺能有的去除部分挥发性有机和无机化合物，如苯、甲醛、丙酮、氨、二氧化氮、硫化氢等。这些有害气体，可经过*的催化作用，被*分解破坏，达到无机化，而不形成中间产物。目前，很多发达国家，在充分应用含有*的光催化涂料，涂在建筑物外墙和马路隔音板上，利用太阳光来分解汽车排放废气中的氮氧化物，从而净化空气。

恶臭分子一般以粒子态和气态两种形态存在。其中粒子态主要是含在粉尘中和液态中的恶臭成份。而橡胶轮胎行业硫化车间的恶臭是气态和少量的粉尘粒子态，镶嵌有纳米*的60目泡沫镍网，其对废气成份中的粉尘有着较好的拦截作用。被拦截的粉尘里含量有一定量的挥发性有机和无机化合物，在光催化作用下，可将其分解成无毒无害物质。

光催化工艺的风速设计一般在3-15m/s，风速越大处理效率越低。

光催化工艺已是一种成熟工艺，被广泛应用在各行各业的空气净化之中。并被广州市科学技术协会、广州科普作家协会收录及推广，可见黄敏主编的《现代科学普及从书八——21世纪科海拾贝》第92页“86、用光净化空气”的章节。

-废气处理设备及技术参数说明

喷淋洗涤塔

利用喷淋捕捉将粉尘及颗粒物等从废气中去除。

型    号：    JY-PLT- 30                   

材    质：    不锈钢

连接形式：    法兰连接

光氧活性炭一体机

引风机

引风机设备参数：

流    量：   6000m³/h

材    质：   碳钢防腐防爆

数    量：   1台

设备明细：

备注  1、甲方提供行车吊装

  2、基建平台由甲方负责

1. 材料、运输、工具、食宿乙方自己负责

     4、环保指标：单位为毫克/立方米

        苯≤5.0         二甲苯＜40

         甲苯＜25     非甲烷总烃＜50

     5、排气孔高度15m以上；

     6、主设备要求：

       1）喷淋初级过滤。

       2）活性炭+UV光氧处理。活性炭吸附器保用一年不用换；UV光氧处理使用灯管，国内，保用一年不用换；

       3）使用防爆风机。

       4）电控系统要求变频、可控；

       5）采用防爆照明；

       6）电器配件使用国内；

工程实施周期

根据项目的具体情况，初步确定项目各阶段工作内容和执行周期：

• 工程设计：           2天
• 设备加工与配件采购： 7天
• 设备运输及安装：     3天
• 调试验收：           3天

工程累计周期：         15天

备注：可根据甲方要求，合理缩短周期