实验室通风橱废气处理设备工程

实验室通风橱废气处理工程案例

项目基本信息

项目名称：上海某军工厂综合实验室通风橱废气处理系统安装工程

项目地点：该厂实验楼2-3层实验室

项目背景：该实验室涵盖有机合成、无机滴定、材料腐蚀测试等多个实验项目，通风橱在实验过程中会持续产生含氯化氢、氟化氢等酸性气体，委托我方进行废气治理设计及工程安装，确保废气达标排放。

项目目标：1.  通风橱废气收集效率达99%以上，处理后废气排放符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297 - 1996）；2.  系统运行稳定，噪音≤62dB；3.  实现风量智能调节，降低能耗；4.  具备防火防爆等安全保障功能。

设计与施工依据   《采暖、通风与空气调节设计规范》《通风与空调工程质量检验评定标准》《建筑设计防火规范》《排风柜》（JB/T6412 - 1999）等。

二、核心设计参数

1. 通风橱参数：实验室共安装12台通风橱，其中8台规格为1200*800*2350mm，设计风量1500m³/h/台；4台规格为1500*800*2350mm，设计风量1800m³/h/台，通风橱面风速恒定控制在0.5m/s±5%，当移门开启高度变化时，面风速波动范围不超过0.3 - 0.7m/s，避免有害气体逸出。

2. 风量相关参数：系统总设计风量20400m³/h（预留20%富余量，实际最大处理风量可达24480m³/h）；支管路内风速控制在6 - 8m/s，干管路内风速8 - 12m/s，确保废气输送高效且减少管道积尘。

3. 其他关键参数：实验室室内保持-5Pa至-10Pa负压，防止废气扩散；管道系统设计压力≤1500Pa；防火阀动作温度设定为70℃，保障系统消防安全。

三、废气处理系统整体设计

本系统采用“通风橱收集 - 管道输送 - PP喷淋塔预处理 - 活性炭吸附深度处理 - 玻璃钢风机排放”的工艺路线，搭配电动阀、文丘里阀等实现风量调节，借助管道井规整管道布局，具体流程如下：通风橱内废气→支管电动阀→干管防火阀→管道井→PP喷淋塔→文丘里阀→活性炭吸附箱→玻璃钢风机→高空排气筒。

四、主要设备及部件选型与配置

（一）核心处理设备

1. PP喷淋塔：选用1台型号为PP - 2500的立式PP喷淋塔，单台处理风量12000m³/h，并联运行。塔体采用厚度12mm耐酸碱PP板材，内部设置2层喷淋层与1层除雾层，喷淋层填充40cm厚拉西环填料，增大气液接触面积。采用2%氢氧化钠溶液作为喷淋液，通过循环泵输送，与酸性废气充分中和反应，对酸性气体去除率≥98%。塔体配备液位计、pH在线监测仪，当pH值低于11时自动补充碱液。

2. 玻璃钢风机：选用1台FRP - 300型玻璃钢离心风机，风量25000m³/h，风压1800Pa，电机功率15kW。风机外壳与叶轮均采用耐腐蚀玻璃钢材质，适配处理后含少量水汽的腐蚀性废气。风机底座安装减振垫，与管道采用软连接，降低运行噪音与振动传递，确保风机运行噪音≤60dB。

（二）阀门组件

1. 电动阀：每台通风橱支管均配置1台DN150圆形电动风阀，阀体采用冷轧钢板表面喷塑，驱动器为低噪音磁滞同步电机。电动阀与通风橱开关联动，通风橱开启时阀门自动打开，关闭时延时30秒关闭，可通过实验室控制面板调节阀门开度，控制单台通风橱排风量。

2. 文丘里阀：在PP喷淋塔与活性炭吸附箱之间的干管上安装2台DN300文丘里变风量阀，与系统静压传感变频控制系统联动。当通风橱开启数量变化导致风量波动时，文丘里阀可在3秒内响应，通过调节阀门开度稳定系统风量，保证PP喷淋塔内气流均匀，提升处理效率。

3. 防火阀：在每层实验室干管接入管道井的位置，以及风机前端管道处，共安装6台70℃防火阀。当管道内温度达到70℃时，阀门自动关闭，切断气流通道，防止火灾通过管道蔓延至其他区域，且阀门动作信号反馈至实验室消防控制室。

（三）管道与管道井

1. 管道：选用阻燃PP管道，支管采用DN150规格，干管采用DN300 - DN400规格。管道连接采用热熔焊接，确保密封性，防止废气泄漏。管道布置遵循“短、平、顺、直”原则，减少弯头数量，支管内风速控制在6 - 8m/s，干管风速8 - 12m/s。

2. 管道井：利用实验楼原有2个垂直管道井（尺寸1.5m*1.2m），分别负责3 - 4层和5层的废气输送。管道井内管道分层固定，预留检修通道，每层管道井设置检修口，便于后期维护。管道与管道井壁之间采用防火封堵材料填充，杜绝安全隐患。

（四）辅助控制系统

配备PLC可编程控制系统，连接风速传感器、pH监测仪、阀门执行器及风机变频器。实时监测通风橱面风速、喷淋液pH值、系统风压等参数，当通风橱面风速偏离设定值时，自动调节文丘里阀开度和风机频率；同时具备声光报警功能，风速异常、喷淋液不足等情况发生时及时预警。

五、施工与安装要点

1. 管道安装前需进行防腐处理，安装过程中水平管道坡度控制在3‰，防止冷凝水积聚。管道井内管道安装自上而下进行，固定支架间距不超过2m。

2. PP喷淋塔安装在实验楼楼顶，基础采用混凝土浇筑，预留排水口，与楼顶防水层做好隔离防护。喷淋层喷头安装确保角度一致，保证喷淋覆盖均匀。

3. 玻璃钢风机安装时，减振垫需找平，风机出风口与排气筒软连接长度为30cm，减少振动传递。

4. 阀门安装时确保阀体水平，执行器接线牢固，防火阀需与消防系统联动调试，确保动作可靠。

5. 系统安装完成后，进行气密性测试，向管道内通入0.5MPa气压，保持30分钟，压力下降不超过5%为合格。

六、系统调试与运行效果

（一）调试过程

1. 单机调试：分别启动玻璃钢风机、喷淋泵、各类阀门，检查设备运行正常，阀门开关灵活，风机振动与噪音达标。

2. 联动调试：开启不同数量通风橱，测试系统风量调节能力，通风橱面风速稳定在0.475 - 0.525m/s，文丘里阀响应及时。

3. 处理效果调试：持续通入模拟废气（含100mg/m³氯化氢、50mg/m³苯），运行2小时后，检测处理后废气中氯化氢浓度≤2mg/m³，苯浓度≤1mg/m³，符合排放标准。

（二）运行效果

1. 废气处理：通风橱废气收集彻底，处理后各类污染物去除率：酸性气体≥98%，挥发性有机物≥95%，粉尘≥99%，排放达标。

2. 系统稳定性：运行期间无设备故障，风速、风压保持稳定，阀门联动顺畅，防火阀在模拟高温测试中可可靠关闭。

3. 能耗控制：通过变频调节，当仅开启3台以下通风橱时，风机频率降至30Hz，较传统定频风机节能40%以上。

七、维护与售后方案

1. 日常维护：每日检查喷淋液pH值，及时补充碱液；每周清理喷淋塔除雾层与填料层杂质；每月校准通风橱风速传感器与阀门执行器；每3个月更换活性炭吸附箱内活性炭，每12个月对玻璃钢风机进行拆机保养。

2. 售后保障：设备供应商提供1年质保，质保期内免费维修更换故障部件；安排专业技术人员每半年上门进行系统全面检测与调试，提供操作与维护培训。