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理化實驗室廢氣處理系統(tǒng)設計

文檔作者：曹建平劉京力梁有志顏猛文檔來源：株洲時代新材料科技股份有限公		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月12日
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解決方案
 GOLUnON/工裝/具/診斷/測/維/改
理化實驗室廢氣處理系統(tǒng)設計
曹建平,劉京力,梁有志,顏猛
(株洲時代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412007)
摘要:文中根據(jù)理化實驗室排放廢氣性質(zhì),結(jié)合國家相關標準與規(guī)范,以凈化機理為核心,系統(tǒng)設計了實驗室廢氣處
理系統(tǒng),對理化實驗室的建設具有一定的指導意義。
關鍵詞:實驗室;廢氣處理:通風系統(tǒng)
中圖分類號:TQ116.2
文獻標識碼:A文章編號:1002-2333(2012)01-0118-03
 The Exhaust Gas Treatment System Design of the Physical and Chemical Laboratory
 CAO Jian-ping. LIU Jing-li, LIANG You-zhi, YAN Meng
 (Zhuzhou Times New Material Technology Co.. Lad. Zhuzhou 412007, China)
 Abstract: By the exhaust gas quality of the physical and chemical lab
 dering the national relative
 standards, based on the purification principle, the authors design the exhaust ga
 nt system of the lab
 systematically which is instructive to the construction of the physical and chemical
 Key words: laboratory; exhaust gas treatment; ventilation system
1引言
火、環(huán)保、節(jié)能等標準與規(guī)范,包括:《采暖、通風與空氣調(diào)
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展,各行各業(yè)需要建設相應節(jié)設計規(guī)范》(GBJ19-87-2003)《通風與空調(diào)工程質(zhì)量
的實驗室,這些實驗室產(chǎn)生的廢氣雖然含量小是成份檢驗評定標準》(GBJ304-2002)《簡明通風設計手冊》
復雜,對環(huán)境和人身的危害不可估量。為此國家環(huán)境保(GB50194-2002)、《壓縮機、風機、泵安裝工程施工及驗
護總局早在2004年就已下發(fā)了《關于加強實驗室類污染收規(guī)范》(JBJ29-2002)、《電氣裝置安裝工程低壓電器施
環(huán)境監(jiān)管的通知》(環(huán)辦[2004]15號),今后實驗室的規(guī)范工及驗收規(guī)范》(GB5025496)《大氣污染物綜合排放標
化建設均要通過當?shù)丨h(huán)保部門的審核驗收。株洲時代新準》(GB16297-1996)、《環(huán)境空氣質(zhì)量標準》(GB3095-
材料科技股份有限公司新建的理化實驗,為該1996市區(qū)域環(huán)境噪聲標準)(B3096-93建設
公司檢測中心的橡膠、塑料、涂料等新型材料物理與化學計防火規(guī)范》(《GB50016e2061《)《公共建筑節(jié)能設計標
檢測實驗室,各實驗室排放廢氣中含有丙酮、乙烯、甲準》(GB50189-2005)等
基六氫苯酐、己內(nèi)酰胺、二氯甲烷、鹵代烴、甲苯等有機廢3.2廢氣凈化機理
氣與HCLHF、H2S等無機廢氣,這些有毒有害物質(zhì)雖3.21有機廢氣凈化
然含量小,但如直接排放,將對周圍環(huán)境造成較大的影采用最常用、最成熟的活性炭吸附法對理化實驗室
響,因此必須凈化達標后才能排放。為此,我們對理化實排放的有機廢氣進行凈化?；钚蕴课椒ǖ膶嵸|(zhì)是利用
驗室廢氣處理系統(tǒng)進行了設計,廢氣處理后能達到國家活性炭吸附的特性把低濃度大風量廢氣中的有機溶劑和
相關標準要求,可為類似實驗室的建設提供指導。
有機廢氣吸附到活性炭中并濃縮,經(jīng)活性炭吸附凈化后
2實驗室廢氣允許排放濃度
的氣體直接排空,即一個吸附濃縮的過程。吸附過程具有
表1幾種主要有機廢氣允許
根據(jù)國家大氣可逆性,易于脫附再生。由于體表面存在著不平衡和未
排放濃度
污染物綜合排放標飽和的分子引力或化學鍵力,當廢氣與大表面積的多孔
序號污染物最高允許接放濃度mgm準GB16297-1996,性固體物質(zhì)相接觸時,廢氣中的污染物便被吸附在固體
1
17
實驗室各種廢氣排表面上,以使其與氣體混合物分離而達到凈化的目的。吸
2甲苯
60
放必須滿足相應要附裝置采用活性炭作為吸附劑,對有機廢氣(烴類、鹵烴、
3二甲苯
90
求,其中幾種主要有酮類、酯類、乙醚類、類、重合用單分子物體等有機物
4酚類
115
機廢氣排放最高允質(zhì))的凈化率高,效率高達95%。
5甲醇
220
許濃度如表1所示。3.2.2無機廢氣凈化
理化實驗室的廢氣經(jīng)處理后排放必須滿足這個標準。對于有害無機氣體的凈化,采用目前常用的酸噴
驗至
3理化實驗室廢氣處理系統(tǒng)的設計
淋法。酸霧噴淋法根據(jù)酸堿中和原理采用堿液作為噴淋
31設計依據(jù)
介質(zhì),與廢氣充分接觸,能有效處理HCL、HF、H2SO4、
實驗室廢氣處理系統(tǒng)的設計必須遵循國家通風、防HCN、H2S等水溶性氣體,效率高達98%。
118機械工程師2012年第1期
解決方案
■工藝/工裝/具/診斷/超/維格/改 OLUTON
3.3廢氣處理系統(tǒng)組成
四個通風井。一至五樓實驗室共設計19套通風系統(tǒng):16
理化實驗室廢氣處理系統(tǒng)由廢氣凈化裝置、防腐風套用活性炭吸附箱對有機廢氣進行凈化處理,2套用酸霧
機、電動風閥、防火閥、通風末端、通風管道與變頻控制
系
噴淋塔對無機廢氣凈化處理,1套不需凈化處理。排風系
統(tǒng)等組成。廢氣經(jīng)凈化處理后能達到國家規(guī)定的排放要統(tǒng)采用通風柜局部排風與頂吸式排風罩相結(jié)合的方式進
求,且系統(tǒng)噪音控制在國家規(guī)定的允許范圍內(nèi)。
行排風,或者采用頂部排風百葉與萬向排風罩相結(jié)合的
對于有機廢氣:采用活性炭吸附凈化箱對于無機廢傳感自動變頻變風量控制系統(tǒng)以保證高品質(zhì)的控制性
氣:采用玻璃鋼防腐酸霧噴淋塔。
能和安全性能。以燃燒性能實驗室為例,其廢氣處理系統(tǒng)
3.3.2防腐風機
如圖1所示。
防腐風機采用耐酸堿的玻璃鋼材質(zhì),低噪音,基礎采
用減振裝置,基礎與廢氣凈化裝置采用軟連接形式。
防腐風機
3.3.3通風管道
酸霉噴淋塔
通風管道根據(jù)實際情況選用矩形或圓形管道形式,
選用阻燃的PVC管或不銹鋼管。所選通風管道具有耐酸
通風管道
堿、防腐蝕、防水、防火、耐磨、耐熱等特性,且所有管道設
計壓力均小于1500Pa
3.3.4通風末端
根據(jù)各實驗室特點,大樓實驗室通風末端分為以下
燒性能室2
幾種方式,如表2所示。
通風通風放口設備
圖1燃燒性能實驗室廢氣處理系統(tǒng)圖
表2通風末端形式與應用場合
序號
通風方式
應用場合
燃燒性能三個實驗室產(chǎn)生的廢氣采用通風柜與設備
1
通風柜
小型設備排放廢氣較濃局部排風相結(jié)合方式收集,由屋頂風機經(jīng)通風管道抽至
萬向排風罩
精密儀器局部排放廢氣酸霧噴淋塔凈化后高空排放。
3頂吸式排風葉)
設備排風廢氣區(qū)域大3.5廢氣處理系統(tǒng)計算
4室內(nèi)整體排風(頂部排風百葉)實驗室內(nèi)氣味較濃
廢氣處理系統(tǒng)的計算是根據(jù)系統(tǒng)風量與風壓要求,
5設備局部排風(設備局部接通風系統(tǒng))部分設備局部排風要求對系統(tǒng)各組成部分進行設計或選型。
3.3.5電動風閥
在風量計算時主要考慮以下因素:
電動風閥根據(jù)實際情況選用矩形或圓形,由室內(nèi)開(1)通風系統(tǒng)支管路內(nèi)風速取5~8m/s,干管路內(nèi)風速
關控制其開啟與關閉,并可調(diào)節(jié)閥門的開度,閥體采用冷取8-10m/s
軋鋼板表面噴塑,驅(qū)動器采用優(yōu)質(zhì)低噪音磁滯同步電機。(2)單臺150mm80m2350mm通風柜設計風量
3.3.6防火閥
1200~1500mh葉設
根據(jù)消防要求,安裝通風管道的實驗室風道上安裝(3)頂部排風百葉設計風量300500mh
防火閥在風管內(nèi)溫度達到70℃時,自動切斷與其它實驗(4)原子排風罩設計排風量350-500mh(特指通風
室的管道連接。
截面積400mm×400mm)
3.3.7變頻控制系統(tǒng)
(5)萬向排風罩排風量160-300mh(特指通風截面
為達到節(jié)能與經(jīng)濟運行的目的,通風系統(tǒng)采用綜合積300mm300mm)
性能最佳的靜壓傳感變頻控制系統(tǒng),其每個通風末端裝(6)一般實驗室整體排風的換氣數(shù):6-12次/h
置風量可通過靜壓傳感器控制變頻調(diào)節(jié),控制系統(tǒng)穩(wěn)定,在風壓計算時主要考慮以下因素:
線路布置比較簡單,造價適中。
(1)通風柜移動門開啟至
3.4廢氣處理系統(tǒng)布局
柜B/611999技術標準規(guī)定的排風量和面風速保持
3.4.1布局設計思路
0.5m/s的條件下,排風柜阻力應≤70Pa
綜合考慮各實驗室排放廢氣的性質(zhì)以及房間的結(jié)(2)萬向排風罩阻力約100Pa
構(gòu),根據(jù)經(jīng)濟性與適用性并重的原則,同時盡量降低系統(tǒng)(3)頂部排風百葉阻力約40Pa
噪音且力求布局美觀。基于此思路,能組合在一起進行凈(4)酸霧噴淋塔、活性炭吸附箱、電動風閥等標準部
化處理的實驗室合并成一個獨立通風系統(tǒng);為保證系統(tǒng)件阻力根據(jù)所選型號查詢
終端噪聲≤60dB,選擇的風機功率盡量低;另外風機與凈(5)風管(包括管道彎頭三通等)阻力按6-8Pam計算
化裝置集中安放在樓頂,廢氣經(jīng)凈化后高空排放。
以燃燒性能實驗室為例,其廢氣處理系統(tǒng)計算如下
:
3.4.2布局設計方案
燃燒性能室1通風柜8個,設計處理風量為12000
理化實驗室廢氣處理系統(tǒng)設計充分利用大樓預留的m3h;燃燒性能室2設備局部排風口4個,設計處理風量
機械工程師2012年第1期119
解決方案
 TON藝/工裝/極目/診斷/測/維/改造
焊接導致PVD焊口放氣發(fā)藍現(xiàn)象的試驗和改進
宋筱梅
(廣東省江門市新會高級技校機械教研組,廣東江門529141)
的
摘要:PVD生產(chǎn)工序之前的焊縫內(nèi)部材料的微觀質(zhì)量的控制,直接關系到PVD生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量,一般化的焊接及焊
縫質(zhì)量要求已遠遠不能滿足PVD等高新生產(chǎn)技術的需求。文中介紹了在該類生產(chǎn)當中為了提高后序PVD真空鍍而量
身定做的一些試驗及試驗結(jié)果,經(jīng)生產(chǎn)實踐后,質(zhì)量良好,經(jīng)濟效益顯著。
關鍵詞:焊:PVD:放氣;發(fā)藍
中圖分類號:TG44文獻標識碼:A
文章編號:1002-2333(2012)01-0120-02
1引言
鉆、油孔鉆、鉸刀、絲錐、可轉(zhuǎn)位銑刀片、異形刀具、焊接刀
我廠是生產(chǎn)衛(wèi)浴用品的合資企業(yè),由于產(chǎn)品造型的具等的涂層處理。PVD技術不僅提高了薄膜與刀具基體
多變性和復雜性,生產(chǎn)中經(jīng)常會采用焊接工序來輔助生材料的結(jié)合強度,涂層成分也由第一代的TN發(fā)展為
產(chǎn)。為了提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量,還采用了PVD技術。TiC TICNZrN、crn、mos2、 TiAIN、 TiAICN、tin-ain、nx、
PVD物理氣相沉積是當前國際上廣泛應用的先進的DLC和ta-C等多元復合涂層。它們的工作原理如下:
表面處理技術。其工作原理是在真空條件下,利用氣體放
(1)真鍍空膜是在133×10-1.33×10Pa的壓力下,用
電使氣體或被蒸發(fā)物質(zhì)部分離化,在氣體離子或被蒸發(fā)電子束等熱源加熱材料使之蒸發(fā),蒸發(fā)的原子或分子直
物質(zhì)離子轟擊作用的同時把蒸發(fā)物或其反應物沉積在基接在工件表面形成沉積層。
底上它具有沉積速度快和表面清潔的特點,特別是具有(2)濺射鍍膜是不采用蒸發(fā)技術的物理氣相沉積方
膜層附著力強、繞射性好、可鍍材料廣泛等優(yōu)點目前常法。施鍍時,將工作室抽成真空,沖入氫氣作為工作氣體,
用的PVD有三種:真空蒸鍍、濺射鍍膜、離子鍍PVD技并保持其壓力為0.13-1.33Pa
術出現(xiàn)于1970年代末,其制件具有高硬度、低摩擦系數(shù)、
(3)離子鍍是在真空條件下,利用氣體放電使氣體或
高速鋼
良好的耐磨性和化學穩(wěn)定性等優(yōu)點。最初在高速鋼刀具蒸發(fā)物質(zhì)離子化,在氣體離子或蒸發(fā)物質(zhì)離子轟擊作用
領域的成功應用引起了世界各國制造業(yè)的高度重視,下把蒸發(fā)物質(zhì)或其他反應物蒸鍍在工件上。
們在開發(fā)高性能、高可靠性涂層設備的同時,也在硬質(zhì)合我們采用的是和北京航天航空大學聯(lián)合研制的離子
金、陶瓷類刀具中進行了更加深入的涂層應用研究。與鍍生產(chǎn)線我廠中有部分產(chǎn)品在PVD生產(chǎn)工序之前如果
CVD工藝相比,PVD工藝處理溫度低,在600以下時對有焊接工序,則在后序的PVD中,就會有60%~70%的產(chǎn)
刀具材料的抗彎強度無影響;薄膜內(nèi)部應力狀態(tài)為壓應品因在焊縫處出現(xiàn)發(fā)藍、發(fā)紫的現(xiàn)象而成為廢品。為此
力,更適于對硬質(zhì)合金精密復雜刀具的涂層;PVD工藝對我們進行了幾個不同條件下的焊接試驗,并總結(jié)出幾點
環(huán)境無不利影響,符合現(xiàn)代綠色制造的發(fā)展方向。目前改良措施,使優(yōu)良品率提高到86%-98%,給企業(yè)每年帶
PVD涂層技術已普遍應用于硬質(zhì)合金立銑刀、鉆頭階梯來了幾百萬的經(jīng)濟效益,效果顯著。
為1000mh;燃燒性能室3設備局部排風口2個,設計處具有較高的環(huán)保效益與社會效益。
理風量為500m3h;總排風量為13500mh。主管設計風速
參考文獻]
取為8.9m/s,這樣計算主管管徑為600mm×700mm
1]蔣維,等化學實驗室廢氣治理現(xiàn)狀與方法J資源環(huán)境與工
根據(jù)所需風量選取酸霧噴淋塔BFP-5,其處理風量
程20020(555-577
為14000m,壓阻為500Pa
2]曾詳誠有機廢氣處理方法探討(J]科技創(chuàng)新導報2009(35):
計算得通風末端與沿程壓力損失約450Pa。
155-155.
這樣,根據(jù)壓阻與風量選取玻璃鋼防腐風機BF4-72-
3]馬生柏,汪斌有機廢氣處理技術研究進展[內(nèi)蒙古環(huán)境科
學,2009(2):55-58
8c,功率7.5kw,轉(zhuǎn)速1120/min,量1200-300m【4]李守信等揮發(fā)性有機化合物處理技術的研究進展化工環(huán)
風壓800-1200Pa
保,2008.28(1):1-7
(編輯昊天)
4結(jié)語
根據(jù)理化實驗室排放廢氣的性質(zhì),設計的廢氣處理作者簡介建平(1970-)男,碩士,高級工程師,從事試驗設備與設
系統(tǒng)對有機廢氣凈化采用活性炭吸附法,對無機廢氣凈
施的研究與設計
化采用酸霧噴淋裝置,能滿足實驗室廢氣達標排放要求,收稿日期:211-10-18
120機械工程師2012年第1期

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