工厂及实验室VOC除臭光氧催化废气处理

学校实验室及研究院、医院废气污染物分析

挥发性有机物（VOC）

危害：

挥发VOC的危害很明显，当居室中VOC浓度超过一定浓度时，在短时间内人们感到头痛、恶心、呕吐、四肢乏力；严重时会抽搐、昏迷、记忆力减退。VOC伤害人的肝脏、肾脏、大脑和神经系统。居室内VOC污染近年来已引起各国重视。挥发TVOC对人体健康的影响主要是刺激眼睛和呼吸道，使皮肤过敏，使人产生头痛、咽痛与乏力，其中还包含了很多致癌物质。国家新家颁布的《民用建筑室内环境污染控制规范》中，室内空气中TVOC的含量，已经成为评价居室室内空气质量是否合格的一项重要项目。在此标准中规定的TVOC含量为Ⅰ类民用建筑工程：0.5 mg/立方米、Ⅱ类民用建筑工程：0.6mg/立方米 。

硫化氢

硫化氢，分子式为H2S，分子量为34.076，标准状况下是一种易燃的酸性气体，无色，低浓度时有臭鸡蛋气味，有剧毒。

甲醛

无色水溶液或气体。有刺激性气味。能与水、乙醇、丙酮等有机溶剂按任意比例混溶。液体在较冷时久贮易混浊，在低温时则形成三聚甲醛沉淀。蒸发时有一部分甲醛逸出，但多数变成三聚甲醛。该品为强还原剂，在微量碱性时还原性更强。在空气中能缓慢氧化成甲酸。

危害：

A、刺激作用 。甲醛的主要危害表现为对皮肤粘膜的刺激作用，甲醛是原浆毒物质，能与蛋白质结合、高浓度吸入时出现呼吸道严重的刺激和水肿、眼刺激、头痛。

B、致敏作用：皮肤直接接触甲醛可引起过敏性皮炎、色斑、坏死，吸入高浓度甲醛时可诱发支气管哮喘。

C、致突变作用：高浓度甲醛还是一种基因毒性物质。实验动物在实验室高浓度吸入的情况下，可引起鼻咽肿瘤。

氨气

氨（Ammonia，即阿摩尼亚），或称“氨气”，氮和氢的化合物，分子式为NH?1?76?1?71，是一种无色气体，有强烈的刺激气味。极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨，水溶液又称氨水。降温加压可变成液体，液氨是一种制冷剂。氨对地球上的生物相当重要，它是许多食物和肥料的重要成分。氨也是所有药物直接或间接的组成。氨有很广泛的用途，同时它还具有腐蚀性等危险性质。由于氨有广泛的用途，氨是世界上产量zui多的无机化合物之一，多于八成的氨被用于制作化肥。由于氨可以提供孤对电子，所以它也是一种路易斯碱。

 1、 通风量及设备选型：

1、根据现场实际情况分析，现采取废气处理措施：将实验室产生的废气通过收集装置收集，然后通过主管道送入光氧催化设备，通过后端离心风机抽风高空达标排放。

2、根据客户提供数据，考虑到废气浓度不稳定以及夏季温度偏高等因素，此设计方案按照一套6000m3/h风量，一套12000m3/h风量进行设计。

3、废气进入光氧催化设备的条件：

（1）≦70℃

（2）相对洁净气体

（3）设备处理后，尾气排放达到国家工业排放标准

—GB14554-93《恶臭污染物排放标准》表2恶臭污染物排放标准值

—GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级排放标准

2、工况情况：

1、废气产生地：实验室

2、废气排放成份：挥发性有机物（VOC）、硫化氢、甲醛、氨气、硫醇类等

3、废气浓度：未知

4、排放速率：未知

5、温度：常温

6、废气湿度: ≤99％

7、非气体污染物：无

8、此排气为连续性排气

9、无回收利用价值

第三章 设计原则及采样

3.1设计原则

1、 依据国家的有关环保法律、法规及产业政策要求对工业污染进行治理，充分发挥建设项目的社会效益、环境效益和经济效益。

2、 积极稳妥地采用高新技术、高品质设备，结合企业的现状和管理水平采用先进、可靠的改造技术和污染治理工艺处理技术，力求运行稳定、费用低、管理方便、维护容易，从而达到治理污染、保护环境的目的。

3、 妥善解决项目建设及运行过程中产生的污染物，避免二次污染。

4、 严格执行现行的防火、安全、卫生、环境保护等国家和地方颁布的规范、法规与标准。

5、 选择新型、、低噪设备、注意节能降耗。

3.2采样位置和采样点

1、采样位置

1.1、采样位置应优先选择在垂直管段。应避开烟道弯头和断面急剧变化的部位。采样位置应设置在据弯头、阀门、变径管下游方向不小于6倍直径和距上述部件上游方向不小于3倍直径处，对矩形烟囱道，其当量直径D=2AB/(A+B)，式中A，B为边长。

1.2、对于气态污染物，由于混合比较均匀，其采样位置可不受上述规定限制，但应避开涡流区。如果同时测定排气流量，采样位置仍按1.1选取。

1.3、采样位置应避开对测试人员操作有危险的场所。

2、采样孔

2.1在选定的测定位置上开设采样孔，采样孔内径应不小于80mm，采样孔管长应不大于50mm。不使用时应用盖板。管堵或管帽封闭（图1、图2、图3）。当采样孔仅用于采集气态污染物时，其内径应不小于40mm。

第四章 设计参数及设备选型

4.1常用废气处理工艺的简介

光氧催化氧化利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射废气，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，与臭氧进行反应生成低分子化合物，如CO2、H2O等。投资费用低，适用范围广，净化效率高，操作简单，除臭效果好，设备运行稳定，占地小，运行费用低，随用随开，不会造成二次污染。

吸附法利用吸附剂的吸附功能使恶臭、有机废气物质由气相转移至固相，适用于处理低浓度，高净化要求的恶臭、有机废气。净化效率很高，可以处理多组分恶臭、有机废气，吸附剂费用昂贵，再生较困难，要求待处理的恶臭、有机废气有较低的温度和含尘量。

低温等离子体等离子体内部产生富含*化学活性的粒子，如电子、离子、自由基和激发态分子等。废气中的污染物质与这些具有较高能量的活性基团发生反应，zui终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。适用范围广，净化效率高，尤其适用于其它方法难以处理的多组分恶臭、有机废气，设备占地面积小；电子能量高，几乎可以和所有的恶臭、有机废气分子作用；运行费用低；反应快、停止十分迅速，随用随开。但对含水、含尘、有机废气易爆炸，一次性投资费高。

生物滤池恶臭、有机废气经过除尘增湿或降温等预处理工艺后，从滤床底部由下向上穿过由滤料组成的滤床，恶臭、有机废气由气相转移至水与微生物混和相，通过固着于滤料上的微生物代谢作用而被分解掉。目前工艺比较成熟，在实际中运用比较广泛，又可细分为土壤脱臭法、堆肥脱臭法、泥炭脱臭法等。净化效率高，占地面积大，投资成本高，易堵塞，填料需定期更换，脱臭过程很难控制，受温度和湿度的影响大，生物菌培训需要较长时间，遭到破坏后恢复时间较长。

热力燃烧法在高温下恶臭、有机废气物质与燃料气充分混和，实现完全燃烧。适用于处理高浓度、小气量的可燃性气体，净化效率高，恶臭、有机废气物质被彻底氧化分解，但设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染。

水吸收法利用恶臭、有机废气中某些物质易溶于水的特性，使恶臭、有机废气成分直接与水接触，从而溶解于水达到去除目的。适用于水溶性、有组织排放源的恶臭、有机废气。工艺简单，管理方便，设备运转费用低，但产生二次污染，需对洗涤液进行处理；净化效率低，应与其他技术联合使用，对有机废气处理效果差。

药液吸收法利用恶臭、有机废气中某些物质和药液产生化学反应的特性，去除某些恶臭、有机废气成分，适用于处理大气量、高中浓度的恶臭、有机废气。能够有针对性处理某些恶臭、有机废气成分，工艺较成熟，净化效率不高，消耗吸收剂，易形成而二次污染。

催化氧化反应塔内装填特制的固态复合填料，填料内部复合催化剂。当恶臭、有机废气在引风机的作用下穿过填料层，与通过特制喷嘴化剂在固相填料表面充分接触，并在催化剂的催化作用下，恶臭、有机废气中的污染因子被充分分解。适用范围广，尤其适用于处理大气量、中高浓度的废气，对疏水性污染物质有很好的去除率。占地小，投资低；管理方便，即开即用；耐冲击负荷，不易被污染物浓度及温度变化影响。需消耗一定量的药剂，运行成本较高，催化剂操作不当会中毒，存在二次污染。

光化学利用恶臭物质对光子的吸收而发生分解，同时反应过程产生的羟基自由基、活性氧等强化性基团也能参与氧化反应，从而达到降解恶臭物质的目的。适用于浓度较低，且能吸收光子的污染物质，可以处理大气量的、低浓度的恶臭、有机废气，操作极为简单，占地面积小。对不能吸收光子的污染物质效果差，对于成分复杂的废气无法达到预期处理效果。

4.3净化工艺费用及使用优劣性对比

从综合比较可知光氧催化设备非常安全，运行稳定，去除效率高，运行费用低，无二次污染，是处理方法中较优越的废气处理方案。

4.4设备工作原理

特制UV紫外线灯：利用特制的高能高臭氧UV紫外线光束照射废气，裂解工业废气的分子链结构，使有机或无机高分子恶臭化合物分子链，在高能紫外线光束照射下，降解转变成低分子化合物，如CO2、H2O等。利用高能高臭氧UV紫外线光束分解空气中的氧分子产生游离氧，即活性氧，因游离氧所携正负电子不平衡所以需与氧分子结合，进而产生臭氧。 UV＋O2→O-+O＊(活性氧)O+O2→O3(臭氧)，*臭氧对有机物具有*的氧化作用，对工业废气及其它刺激性异味有*的清除效果。工业废气利用排风设备输入到本净化设备后，净化设备运用高能UV紫外线光束及臭氧对工业废气进行协同分解氧化反应，使工业废气物质其降解转化成低分子化合物、水和二氧化碳，再通过排风管道排出室外。利用高能-C光束裂解工业废气中细菌的分子键，破坏细菌的核酸（DNA），再通过臭氧进行氧化反应，彻底达到净化及杀灭细菌的目的．从净化空气效率考虑，我们选择了-C波段紫外线和臭氧发结合电晕电流较高化装置采用脉冲电晕放吸附技术相结合的原理对有害气体进行消除，使有机物变为无机化合物。

特制催化剂：根据不同的废气成分配置27种以上相对应的惰性催化剂，催化剂采用蜂窝状金属 孔作为载体，与光源接触，惰性催化剂在338纳米光源以下发生催化反应，放大10-30倍光源效果，使其与废气进行充分反应，缩短废气与光源接触时间，从而提高废气净化效率，催化剂还具有类似于植物光合作用，对废气进行净化效果。