医科大学实验室动物房废气处理原则

医科大学实验室动物房废气处理原则

第1章 项目概况

医科大学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2章 废气中主要污染物特征及危害

2.1 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。

第3章 方案编制

   ➤ 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）。

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。

第4章 工艺设计

4.1 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

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

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

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、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

喷淋吸收系统主要由填料、喷淋装置、除雾装置、喷淋液循环泵、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，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。

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