废气处理方案

1 1 1 目目 录录 第 1 章 项目概况 1 第 2 章 废气中主要污染物特征及危害 1 2 1 污染物的种类 1 2 3 主要污染物对人体的危害 1 第 3 章 方案编制 3 3 1 编制依据 3 3 2 设计参数 4 3 2 1 处理废气量 4 3 2 2 废气处理后浓度 4 3 3 编制原则 4 第 4 章 工艺设计 4 4 1 工艺流程选择 4 4 2 工艺流程的说明 4 4 3 工艺流程的系统组成 5 第 5 章 工程实施 6 5 1 工程要点 6 第 6 章 工程投资估算 6 第 7 章 运行方式与控制 7 7 1 吸收装置运行方式 7 7 2 正常运行控制 7 第 8 章 承诺与保证 7 2 2 2 第第 1 章章 项目概况项目概况 南方医科大学深圳医院行政楼 综合楼部分场地装修改造工程 地址位于于深圳市宝安区新湖路 1333 号 本项目中 SPF 实验动物实 验室拟利用原高压氧仓楼的负 1 和 1 楼 原高压氧舱因选址不适合 拟选址重建 预留用房进行改造 实验动物饲养室及实验室在日常 运作过程中会产生相应的废气 如未经处理直接排放入大气中势必 会对周边环境造成污染 第第 2 章章 废气中主要污染物特征及危害废气中主要污染物特征及危害 2 1 污染物的种类污染物的种类 实验室废气中所包含的无机废气及有机废气 无机废气 主要包括 氮氧化物 硫酸雾 氯化氢 氟化氢 硫化氢 二氧化硫等无机废气 有机废气 主要包括芳香类 苯 甲苯 二甲苯 苯乙烯等 醛酮类 甲醛 乙醛 戊二醛 丁醛 丙酮 环己酮 甲乙酮 苯 乙酮等 酯类 醋酸异丁酯 醋酸乙酯 醋酸丁酯 醋酸甲酯 香 蕉水等 醇类 甲醇 乙醇 丁醇 异丙醇 乙二醇等 2 3 主要污染物对人体的危害主要污染物对人体的危害 2 3 1 颗粒污染物 大气气溶胶 的危害颗粒污染物 大气气溶胶 的危害 大气颗粒污染物来源广泛 成分复杂 含有许多有害的无机物 和有机物 它还能吸附病原微生物 传播多种疾病 总悬浮颗粒物 3 3 3 TSP 中粒经 5 m 的可进入呼吸道深处和肺部 危害人体呼吸 道 引起支气管炎 肺炎 肺气肿 肺癌等 侵入肺组织或淋巴结 可引起尘肺 尘肺因所积的粉尘种类不同 有煤肺 矽肺 石棉肺 等 TSP 还能减少太阳紫外线 严重污染地区的幼儿易患软骨病 2 3 2 氮氧化物 氮氧化物 NOx 的危害 的危害 新的研究表明 NO 比 NO2毒性更大 NO 对人体的危害主要是 能和血红蛋白 Hb 结合 生成 HbNO 使血液输氧能力下降 NO 对血红蛋白的亲和性约为 CO 的 1400 倍 相当于 O2的 30 万倍 NO2是有刺激性的气体 毒性很强 约为 NO 的 4 5 倍 对呼 吸器官有强烈的刺激作用 进入人体支气管和肺部 可生成腐蚀性 很强的硝酸及亚硝酸或硝酸盐 从而引起气管炎 肺炎 甚至肺气 肿 亚硝酸盐还可与人体血液中的血红蛋白结合 形成正铁血红蛋 白 引起组织缺氧 2 3 3 一氧化碳 一氧化碳 CO 的危害 的危害 CO 是在环境中普遍存在的 在空气中比较稳定的 积累性很强 的大气污染物 CO 毒性较大 主要对血液和神经有害 CO 吸入人 体后 通过肺泡进入血液循环 它与血红蛋白结合力比氧与血红蛋 白的结合中力大 200 300 倍 CO 与人体血液中的血红蛋白 Hb 结合后 生成碳氧血红蛋白 CO Hb 影响氧的输送 引起缺氧症 状 CO 中毒最初可见的影响是失去意识 连续更多的接触会引起中 枢神经系统功能损伤 心肺功能变异 恍惚昏迷 呼吸衰竭和死亡 4 4 4 2 3 4 铅 铅 Pb 铅不是人体必须元素 它的毒性很隐蔽而且作用缓慢 铅能通 过消化道 呼吸道或皮肤进入人体 对人的毒害是积累性的 铅被 吸收后在血液中循环 除在肝 脾 肾 脑和红细胞中存留外 大 部分 90 还以稳定的不溶性磷酸盐存在于骨骼中 铅是对人类 有潜在致癌性的化学物质 靶器官是肺 肾 肝 皮肤 肠 铅的化合物中毒性最大的是有机铅 如汽车废气中的四乙基铅 比无机铅的毒性大 100 倍 而且致癌 四乙基铅的慢性中毒症状为 贫血 铅绞痛和铅中毒性肝炎 在神经系统方面的症状是易受刺激 失眠等神经衰弱和多发性神经炎 急性中毒往往可以由于神经麻痹 而死亡 四乙基铅的毒性作用是因为它在肝脏中转化为三乙基铅 然后抑制了葡萄糖的氧化过程 由于代谢功能受到影响 导致脑组 织缺氧 引起脑血管能力改变等病变 2 3 5 含氟化合物的危害含氟化合物的危害 1 氟化氢 有强烈的刺激和腐蚀作用 可通过呼吸道粘膜 皮 肤和肠道吸收 对人体全身产生毒性作用 氟能和人本骨骼和血液 中的钙结合 从而导致氟骨病 长期暴露在低浓度的氢氟酸蒸气中 可引起牙齿酸蚀症 使牙齿粗糙无光泽 易患牙龈炎 当空气中 HF 浓度为 0 03 0 06mg m3 时 儿童牙斑釉患病率明显增高 HF 的慢 性中毒可造成鼻粘膜溃疡 鼻中隔穿孔等 还可引起肺纤维化 高 浓度的 HF 能引起支气管炎和肺炎 HF 的阈限值 时间加权平均值为 3 10 6 短时间接 触限值 5 5 5 为 6 10 6 2 四氟化硅 密度为空气密度 3 6 倍的气体 同样刺激呼吸道 粘膜 2 3 6 二氧化硫 二氧化硫 SO2 的危害 的危害 二氧化硫排入空气后 对人体健康会造成影响 SO2能刺激人 的眼睛和呼吸系统 增加呼吸道阻力 还刺激粘液分泌 低浓度 SO2长期作用于呼吸道和肺部 使呼吸系统生理功能减退 肺泡弹 性减弱 肺功能降低 可引起气管炎 支气管哮喘 肺气肿等 高 浓度的 SO2对呼吸衰竭的人特别敏感 SO2进入血液 可引起全身 毒性作用 破坏酶的活性 影响酶及蛋白质代谢 大气中的二氧化硫还会形成酸雾 通常所说的酸雾是指雾状的 酸类物质 在空气中酸雾的颗粒很小 比水雾的颗粒要小 比烟的 湿度要高 粒径为 0 1 10 m 是介于烟气与水雾之间的物质 具有 较强的腐蚀性 酸雾的形成机理主要有两种 一种是酸液表面蒸发 酸分子进 入空气 与空气中的水分凝并而形成雾滴 另一种是酸溶液内有化 学反应 形成气泡上浮到液面后爆破 将液滴带出 另外 伴随酸 雾排放过程不可避免地会有呈分子态的酸性气态污染物如 SO2和 NOX等的排放 所以其排放过程和排放物成分比较复杂 酸雾的危害 导致大气酸化的首要污染物是化石燃料在燃烧过 程中排放出来的二氧化硫和氮氧化物 而酸雾的排放也不容忽视 因为和燃烧烟气相比较 酸雾的腐蚀力更强 毒性更大 例如就硫 6 6 6 酸雾来讲 它的毒性比二氧化硫高约 10 倍之多 酸雾的排放会造成 工作场所的空气中酸雾和酸性气体弥漫 排入大气后又会造成大气 环境中的酸沉降 它不仅危及工人及厂房周围居民的身体健康 腐 蚀厂房设备及精密仪器 造成生产和生活的损失 而且还会对农作 物及其他动植物的生存带来不良影响 造成对建筑物 文物古迹等 的损坏等 因此 人们在加强对燃煤烟气 汽车尾气等进行治理的 同时 也迫切需要采取得力措施控制酸雾的排放 以遏制大气环境 的酸化和酸雨的发展 大气中的二氧化硫还会形成酸雨 酸雨就是酸性的雨 准确的 说 pH 值小于 5 65 的雨叫酸雨 酸雨的成因是一种复杂的大气化学和大气物理的现象 酸雨中 含有多种无机酸和有机酸 绝大部分是硫酸和硝酸 工业生产 民 用生活燃烧煤炭排放出来的二氧化硫 燃烧石油以及汽车尾气排放 出来的氮氧化物 经过 云内成雨过程 即水汽凝结在硫酸根 硝 酸根等凝结核上 发生液相氧化反应 形成硫酸雨滴和硝酸雨滴 又经过 云下冲刷过程 即含酸雨滴在下降过程中不断合并吸附 冲刷其他含酸雨滴和含酸气体 形成较大雨滴 最后降落在地面上 形成了酸雨 我国的酸雨是硫酸型酸雨 酸雨的形成 酸雨多成于化石燃料的燃烧 S O2 点燃 SO2 2SO2 2H2O O2 2H2SO4 氮的氧化物溶于水形成酸 7 7 7 4NO2 2H2O O2 4HNO3 酸雨的危害 硫和氮是营养元素 弱酸性降水可溶解地面中矿 物质 供植物吸收 如酸度过高 pH 值降到 5 6 以下时 就会产生 严重危害 它可以直接使大片森林死亡 农作物枯萎 也会抑制土 壤中有机物的分解和氮的固定 淋洗与土壤离子结合的钙 镁 钾 等营养元素 使土壤贫瘠化 还可使湖泊 河流酸化 并溶解土壤 和水体底泥中的重金属进入水中 毒害鱼类 加速建筑物和文物古 迹的腐蚀和风化过程 可能危及人体健康 酸性雨水的影响在欧洲 和美国东北部最明显 而且被大力宣传 但受威胁的地区还包括加 拿大和中国等地 在某些地方 偶尔观察到降下的雨水像醋那样酸 酸雨影响的程度是一个争论不休的主题 对湖泊和河流中水生物的 危害是最初人们注意力的焦点 但现在已认识到 对建筑物 桥梁 和设备的危害是酸雨的另一些代价高昂的后果 污染空气对人体健 康的影响是最难以定量确定的 受到最大危害的是那些缓冲能力很差的湖泊 当有天然碱性缓 冲剂存在时 酸雨中的酸性化合物 主要是硫酸 硝酸和少量有机酸 就会被中和 然而 处于花岗岩 酸性 地层上的湖泊容易受到直接危 害 因为雨水中的酸能溶解铝和锰这些金属离子 这能引起植物和 藻类生长量的减少 而且在某些湖泊中 还会引起鱼类种群的衰败 或消失 由这种污染形式引起的对植物的危害范围 包括从对叶片 的有害影响直到细根系的破坏 综上所述 对该项目外排烟气的治理是非常必要和刻不容缓的 8 8 8 是一件造福子孙 利国利民的大好事 第第 3 章章 方案编制方案编制 3 1 编制依据编制依据 医院方对实验室情况介绍和我方技术人员实地考察 中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国大气污染防治法 环境空气质量标准 GB3095 1996 大气污染物排放标准 GB16297 1996 建筑结构荷载规范 GBJ9 87 通用设备安装工程质量检验评定标准 TJ305 79 机电设备制造与选用根据各相关标准 3 2 设计参数设计参数 3 2 1 处理废气量处理废气量 依据动物实验室设计计算 废气处理量为 7300 m3 h 3 2 2 废气处理后浓度废气处理后浓度 经治理后废气排放达到 大气污染物排放标准 GB16297 1996 二级要求 9 9 9 3 3 编制原则编制原则 1 执行国家相关环境保护政策和有关法规 规范及标准 2 烟气治理工程系统运行稳定可靠 3 采用技术成熟 工艺先进 易于操作管理的处理工艺 系 统操作 管理及维护简便 工程投资省 运行费用低 4 处理工艺中选用的设备应与该厂现有设备配套 不影响该 厂现有设备的正常运行 兼顾原有的设施 因地制宜 降低投资成 本 5 洗涤器选择湿法 废气去除效率大于 90 第第 4 章章 工艺设计工艺设计 4 1 工艺流程选择工艺流程选择 针对动物房的废气排放所含物质 治理方案考虑采用填料喷淋 塔进行处理 喷淋塔是利用吸收的原理来达到处理废气的目的 吸收法处理是利用液态吸收剂处理气体混合物以除去其中某一 种或几种气体的过程 在这过程中会发生某些气体在溶液中溶解的 物理作用 这是物理吸收 也有气液中化学物质之间发生化学反应 这是化学吸收 吸收作用常用于气体污染物的处理与回收 吸收法的特点是既能吸收有害气体 又能除掉排气中的粉尘 吸收法分为物理吸收和化学吸收两种 物理吸收是用液体吸收有害 气体和蒸气时纯物理溶解过程 它适用于在水中溶解度比较大的有 害气体和蒸气 一般吸收效率较低 化学吸收是在吸收过程中伴有明 101010 显的化学反应 不是纯溶解过程 化学吸收效率较高 是目前应用较多 的有害气体处理方法 本工艺采用的方法就是利用物理与化学的方 法处理废气的 化学吸收过程采用 NaOH 溶液做吸收剂 反应原理 吸收是中和反应 尾气中的二氧化硫被氢氧化钠溶液吸收 在吸收 塔内化学反应方程为 SO2 2NaOH Na2SO3 H2O SO3 2NaOH Na2SO4 H2O 应用碱液吸收有害气体时 碱液浓度的高低对化学吸收的传质 速度有很大的影响 当碱液的浓度较低时 化学传质的速度较低 当提高碱液浓度时 传质速度也随之增大 当碱液浓度提高到某一 值时 传质速度达到最大值 此时碱液的浓度称为临界浓度 当碱 液浓度高于临界浓度时传质速度并不增大 工艺流程图如下 4 2 工艺流程的说明工艺流程的说明 用吸收法处理有害气体在真空泵房上设密闭罩 密闭罩上部设 排风口将房内产生的废气排出 保持房内一定负压 废气排出后进 入填料喷淋吸收塔 废 气 集 气 罩 填 料 喷 淋 塔 风 机 烟 囱 达 标 排 放 循环水 111111 废气进入吸收塔 塔体上部喷淋碱性吸收液 下部进入塔体的 有害气体与喷淋液呈逆流流动 废气由风机压入净化塔内的匀压室 经过不等速迂回式的二道喷雾处理 进入净化塔内筒处理器 废气 穿过有填料组成的填料层 再经过二道喷雾处理 使气液两相充分 接触发生吸收反应 达到高效净化之目的 经处理后的废气再经过 脱水器脱液处理 然后排入大气 净化后的废气达到排放标准 吸收了废气后的吸收液流入塔底循环碱液槽中 用耐腐蚀的碱 液泵抽出重新送进吸收塔 这样循环往复 不断地对废气中的有害 气体进行吸收 被除掉有害气体的废气经脱液器处理后 将排出气 中的液体除下 然后排入大气放空 有害气体达到净化 符合排放 标准的要求 本工艺净化效率可以达到 90 左右 4 3 工艺流程的系统组成工艺流程的系统组成 本工艺主要由废气收集系统 引风系统 废气净化系统 排气 系统构成 4 3 1 废气收集系统废气收集系统 集气系统主要有集气罩和风管组成 集气罩 集气罩是用来捕集污染空气的 其性能对净化系统的 技术经济指标有直接的影响 由于污染源设备结构和生产操作工艺 的不同 集气罩的形式是多种多样的 本工程采用外部集气罩 这 种集气罩是通过罩的抽吸作用 在污染源附近把污染物全部吸收起 来的集气罩 具有以下特点 结构简单 制造方便 排风量较大 且不易受室内横向气流的干扰 捕集效率较高 常见形式 顶吸罩 121212 侧面吸罩 底吸罩 槽边吸气罩 风管 在净化系统中用以输送气流的管道称为风管 通过风管 使系统的设备和部件连成一个整体 4 3 2 吸风系统吸风系统 吸风系统为整个系统气体流动提供动力 吸风机是依靠输入的机械能 提高气体压力并排送气体的机械 它是一种从动的流体机械 风机广泛用于工厂 矿井 隧道 冷却 塔 车辆 船舶和建筑物的通风 排尘和冷却 锅炉和工业炉窑的 通风和引风 空气调节设备和家用电器设备中的冷却和通风 谷物 的烘干和选送 风洞风源和气垫船的充气和推进等 风机的工作原理与透平压缩机基本相同 只是由于气体流速较 低 压力变化不大 一般不需要考虑气体比容的变化 即把气体作 为不可压缩流体处理 风机分类可以按气体流动的方向 分为离心 式 轴流式 斜流式和横流式等类型 风机根据气流进入叶轮后的 流动方向分为 轴流式风机 离心式风机和斜流 混流 式风机 引风 机的性能参数主要有流量 压力 功率 效率和转速 另外 噪声 和振动的大小也是主要的风机设计指标 流量也称风量 以单位时 间内流经风机的气体体积表示 压力也称风压 是指气体在风机内 压力升高值 有静压 动压和全压之分 功率是指风机的输入功率 即轴功率 风机有效功率与轴功率之比称为效率 4 3 3 喷淋吸收系统喷淋吸收系统 喷淋吸收系统主要由填料 喷淋装置 除雾装置 喷淋液循环 131313 泵 吸收塔组成 1 填料 填料主要作为布风装置 布置于吸收塔喷淋区下部 烟气通过 托盘后 被均匀分布到整个吸收塔截面 这种布风装置对于提高吸 收效率是必要的 除了使主喷淋区烟气分布均匀外 吸收塔托盘还 使得烟气与吸收液或洗涤液在托盘上的液膜区域得到充分接触 托 盘结构为带分隔围堰的多孔板 托盘被分割成便于从吸收塔人孔进 出的板片 水平搁置在托盘支撑的结构上 2 喷淋装置 吸收塔内部喷淋系统是由分配母管和喷嘴组成的网状系统 每 台吸收塔再循环泵均对应一个喷淋层 喷淋层上安装空心锥喷嘴 其作用是将喷淋液雾化 喷淋液由吸收塔再循环泵输送到喷嘴 喷 入废气中 喷淋系统能使浆液在吸收塔内均匀分布 流经每个喷淋 层的流量相等 3 除雾装置 用于分离烟气携带的液滴 吸收塔除雾器布置于吸收塔顶部最 后一个喷淋组件的上部 烟气穿过循环浆液喷淋层后 再连续流经 除雾器时 液滴由于惯性作用 留在挡板上 由于被滞留的液滴也 含有固态物 因此存在在挡板结垢的危险 需定期进行清洗 除去 所含浆液雾滴 4 喷淋液循环泵 吸收塔再循环泵安装在吸收塔旁 用于吸收塔内喷淋液的再循 141414 环 采用单流和单级卧式离心泵 包括泵壳 叶轮 轴 导轴承 出口弯头 底板 进口 密封盒 轴封 基础框架 地脚螺栓 机 械密封和所有的管道 阀门及就地仪表和电机 工作原理是叶轮高 速旋转时产生的离心力使流体获得能量 即流体通过叶轮后 压能 和动能都能得到提高 从而能够被输送到高处或远处 同时在泵的 入口形成负压 使流体能够被不断吸入 泵头采用耐腐蚀材料 浆液再循环系统采用单元制 喷淋层配一台洗涤液循环泵 循 环系统使用一段时间后 循环液废水最终排入废水处理池 5 喷淋吸收塔 塔体采用玻璃钢结构 在玻璃钢壳体的设计方面 我们考虑了 以下综合因素 其工作环境是相当恶劣的 长期在酸性的腐蚀下工 作 并且要承受塔体自身压力及溶液压力 还要承受工作时的风压 要求即要良好的耐腐蚀性能 又要保持较高的抗拉 抗压强度 玻 璃钢塔体采用机械缠绕工艺生产制作 强度高 质量可信 性能良 好 该装置采用的喷淋塔具有以下特点 1 吸收塔包括填料层 喷淋装置 喷淋装置上布置喷嘴 除雾 器 2 液 气比较低 从而节省循环喷淋液泵的电耗 3 吸收塔内部表面及托盘无结垢 堵塞问题 4 优化了 pH 值 液 气比 碱液浓度 废气流速等性能参数 从而保证系统连续 稳定 经济地运行 5 吸收塔浆池中的喷淋液由浆液循环泵通过喷淋管组送到喷嘴 151515 形成非常细小的液滴喷入塔内 6 吸收塔顶部布置有放空阀 在正常运行时该阀是关闭的 当 装置走旁路或当装置停运时 放空阀开启 吸收塔本体性能参数 吸收塔进口烟气量吸收塔尺寸吸收塔气速 7300m3 h 2500mm h5000mm 2 26m s 液气比喷淋液循环时间 1L Nm3含循环水箱4 0S 4 3 4 排气系统排气系统 排气系统主要是烟囱 由于净化后的烟气中仍含有一定量的污染物 这些污染物按环 保的相关要求通过烟囱高排 第第 5 章章 工程实施工程实施 5 1 工程要点工程要点 1 该废气处理工程应严格按 实施方案 中的要求进行 按我 公司质保体系中的质保机构 质保人员 质保规章行事 2 因地制宜实施工程 充分利用现有条件 做到占地小 投 资省 3 为保证治理系统运行正常 设备应经常进行维护和保养 4 涉及地下土建构筑物 不得渗漏 垮塌 第第 6 章章 工程投资估算工程投资估算 序 号 设备名称规 格单位数 量 单 价 元 合计 元 1吸收塔 2 5m h5 0m 套195