摘 要

目前，直接向室外环境排放是化学实验室废气排放的主要方式，一般实验室往往会首先收集废气到高处，然后用风机直接向空气中排放。上述方法没有对实验室排出的废气进行处理。在我国，只有少数国家重点实验室才会对废气进行净化后再排放。现在有某实验楼（共5层）产生大量的实验室气体污染，主要成分包括粉尘、无机废气（如二氧化硫、二氧化氮、氯化氢等）、臭氧等污染物，极大的影响了周边的大气环境质量以及居民的身体健康。故有必要设计实验室废气处理系统，经过调查确定了该实验楼一至三层的四间实验室（101、201、301、302）产生废气的种类、排放量，并对这些气体的种类、性质及危害进行了分析。根据实测数据，对实验室风量进行了计算，并对不同类型的实验室分别制定了工艺流程，同时对通风管道的布设进行了设计并完成风机的选型。

关键词：实验室废气；工艺设计；管道设计；风机选型

Abstract

At present, the vast majority of waste gas emissions from chemical laboratories are directly discharged. Generally, pipelines driven by fans are concentrated on the roof of laboratories to discharge the gas. No further treatment of discharged gas is carried out. Here, according to the analysis of a 5-level lab building’s hazardous gas release, we tried to design an entire laboratory gas treatment process. The gas pollution, including dust, organic waste gases (such as benzene, toluene, xylene, methanol, ethanol, acetaldehyde, acetic acid, glycol) inorganic gases (such as sulfur dioxide, nitrogen dioxide, chloride acid, which can greatly affect the health of the residents in the surrounding environment and atmosphere. After investigation, the source of hazardous gas are from room101, 201, 301, 302. Furthermore, the types and emission of waste gas are identified and calculated. Based on the measured data, the air volume of the laboratory was calculated, and the technological process was developed for different types of laboratories. Meanwhile, the views on the layout of ventilation ducts and the selection of devices were put forward.

Key Words：Laboratory gas，Process design，Pipelines design，Fan select

目录

第一章 绪论 1

1.1 背景介绍 1

1.2 实验室废气的特征 2

1.3 实验室废气的危害 2

1.4 实验室废气的处理方法 3

1.5 国内外研究现状 5

第二章 设计任务 7

2.1 设计内容及要求 7

2.2 技术方案及措施 7

2.3 方案技术选择 8

2.3.1酸雾喷淋技术 8

2.3.2热处理催化技术 9

2.3.3活性炭吸附技术 10

第三章 工艺设计计算 11

3.1工艺流程及系统组成 11

3.2 集气罩气量设计 13

3.3 酸雾喷淋填料塔参数的确定 16

3.3.1塔高度 16

3.3.2进出口管径 17

3.4 热处理催化装置参数确定 17

第四章 管道布设及总压力损计算 19

4.1装置管径设计 19

4.2管道压力损失计算 20

第五章 风机选型 24

5.1 通风机设计参数选择与计算 24

5.1.1 通风机风量 24

5.1.2 通风机全压 24

5.2 通风机选型 24

5.2.1 选择通风机 24

5.2.2 复核电动机功率 25

5.2.3 风机运行调节 25

5.3 烟囱设计 26

第六章 结论 27

参考文献 28

致谢 30

第一章 绪论

1.1 背景介绍

化学化工实验室是科学院、大学教学实验中不可或缺的组分，科学院、高校培养人才的质量，办学的实力都体现在实验室中，科学院、高校的教学和科研都离不开实验室。自1990年以来，我国实施科教兴国战略施以来，科学院、高校的科研教学活动的次数明显增加，实验室数量增加，社会的目光逐渐聚焦在实验室废气产生的环境污染问题上来。研究所、高校一般为相对独立的事业单位，区域分散、废气排放量相对较小，废气污染易被忽视。为此，在本世纪初，中国教育部印发了《关于加强高等学校实验室排污管理的通知》，教育部在通知中指示，全国科学院和大学都应按要求处置实验过程中产生和排放的废气，以便保护社会环境。

研究所、高校是我国工业技术体系、国家防务安全的科技体系和区域创新体系建设的带动者，在进行化学实验的过程中，避免不了使用各样的实验材料，使用多种化学试剂，多种实验废气会在此过程中产生出来。经过很多的研究调查发现，我国各行业试验室现状不一，有些实验室受到经济和管理水平约束，不能很好的治理实验废气。有很多问题出现在我国现有的实验室废气处理系统。目前，我国运用换气扇将试验室中的有毒有害气体直接向空气中排放的方法，是大部分实验室的选择。虽然通风柜，排气扇在某些实验室中对处理实验室的内部环境起到了一定的作用，但这种办法指标不治本。对残留废气根治仅仅放在人们的脑子里，没有表现在人民的行动上，这正是废气问题还依然能够存在的首要原因。有些试验室异味相当严重，在实验室内工作的人员可能会因此患上职业病。这种看起来不是很严重的状况严重威胁着长时间在实验室工作的科研人员身体健康。因为试验室是个相对密闭的空间，在做实验的过程中，人们在实验过程中避免不了会做一些生成气体的实验，这些过程会释放很多的气体和固体颗粒物，而这些废气会漂浮在空气当中。同时，很多的试剂保存在试验室里，若试剂瓶封口不严，便会释放出沸点低的气体，进入到我们呼吸的空气中去，而试剂的存取和使用过程中也会产生蒸发的气体。许多化学物在室内空气中汇聚，因此它们在实验室内的浓度会远远超出它们在室外空气中的浓度，因此，如果这些废气不能被有效的处理掉，一方面会造成实验室内的环境的污染，另外一方面会对人体健康和实验室周围的空气环境造成污染。

本次设计的内容针对某实验楼废气的基础资料，通过对粉尘、无机废气、挥发性有机废气这三大类废气的收集、处理、达标排放过程，结合已学的大气污染处理知识和其他有关知识，把设计方案的经济实用性考虑进去，来对该实验楼进行废气处理系统的设计与计算。