整體廠房廢氣治理技術探討

葛維翰

（哈爾濱新海德智能環(huán)境工程有限公司 黑龍江哈爾濱 150000）

廠房內(nèi)的污染源是有數(shù)的，屬于點源污染，將整個廠房視為一個污染源意味著將廠房內(nèi)的污染源擴大化，由點源污染變成體源污染，因此，整體廠房廢氣治理將要犧牲更多的流量和風壓。

1 整體廠房廢氣治理的必要性：

1.1 廠房內(nèi)的工作面大，點源污染分布廣并且不固定，不適合采用局部治理技術；

1.2 廠房內(nèi)生產(chǎn)線排列緊密，吊裝工作頻繁，客觀上無法對點源進行廢氣捕集；

1.3 工件體積龐大，點源污染分布在工件的多個位置，客觀上無法對廢氣進行局部捕集或?qū)ぜ忾]；

1.4 采用了點源污染局部治理的廠房，在工件流轉(zhuǎn)中存在無組織排放的普遍現(xiàn)象，再加上廢氣凈化設備不能實現(xiàn)百分之一百的凈化效果，殘余的廢氣經(jīng)過積累，會在廠房的上空形成廢氣層，整體廠房廢氣治理技術輔助進一步改善廠房環(huán)境。

2 設計原則

整體廠房的廢氣捕集分為分布式和集中式，相應的治理也分為分布式治理和集中式治理。分布式模式是多個風機和多個治理設備，風機和治理設備是一一對應關系，我們將這個對應組合稱為分布式凈化單元；而集中式模式只有一套風機組和一套凈化機組，我們將這個組合命名為集中式凈化機組[1]。

2.1 流量計算

設計整體廠房的排風首先需要計算流量，為了便于理解和后續(xù)的經(jīng)濟分析，我們假定廠房的容積為100m×100m×15m，也就是說，廠房的容積為150000m3。

一般換氣次數(shù)的設計值取2到4次每小時[2]，則該假想廠房的設計流量為600000m3/h。

關于廠房換氣次數(shù)的計算還有根據(jù)污染源的排放量的加權計算方法，計算公式如下[5]：

L=kx/(y2-y0)

其中L——全面通風量，m3/s；

K——安全系數(shù)，按經(jīng)驗值取3～10的范圍；

X——有害物散發(fā)量，g/s；

y2——有害物質(zhì)的濃度，g/m3；

y0——有害物質(zhì)的目標濃度，g/m3。

選擇哪種計算方法取決于污染源的密度、廢氣流量、環(huán)境和經(jīng)濟性等諸多因素。實際操作中，可以對兩種計算結果進行比對并進行經(jīng)濟技術分析，結合使用方的實際要求最終確定。

2.2 換氣量設計原則

2.2.1 當室內(nèi)同時存在有害物源、熱源和濕氣源時，分別計算換氣量，然后取最大值；

2.2.2 某種溶劑的蒸汽及刺激性氣體（如SO2、SO3或氟化氫）有兩種以上同時向室內(nèi)散發(fā)時，由于對人體的危害有聯(lián)合作用，全面換氣量應把各種氣體分別稀釋至容許濃度的空氣總量之和；

2.2.3 除上述有害物質(zhì)的蒸汽與氣體外，其他有害物質(zhì)同時散發(fā)時，通風量僅按需要換氣量最大的有害物質(zhì)計算。

2.3 氣流組織原則

2.3.1 全面通風的進、排風應避免使含有大量熱、濕或有害物質(zhì)的空氣流入沒有或僅有少量熱、濕或有害物質(zhì)的作業(yè)地帶或人員經(jīng)常停留的場所，進風口應盡量靠近作業(yè)地點，排風口應盡量靠近有害物源或有害物質(zhì)濃度高的區(qū)域；

2.3.2 要求的衛(wèi)生條件比周圍環(huán)境的衛(wèi)生條件高時，應保持廠房內(nèi)為正壓狀態(tài)；

2.3.3 盡量使進風氣流均勻分布，減少渦流，避免有害物質(zhì)的局部地點積聚；

2.3.4 進、排風口的相對位置應安排妥當，防止進風氣流不經(jīng)污染地帶就直接排出室外，形成氣流短路。

2.4 送風原則

2.4.1 放散熱或同時放散熱、濕和有害氣體的生產(chǎn)廠房及輔助建筑物，當采用上部或上、下部同時全面排風時，宜送至作業(yè)地帶；

2.4.2 放散粉塵或密度比空氣大的氣體或蒸汽，而不同時放散熱的生產(chǎn)廠房及輔助建筑，當從下部地帶排風時，已送至上部地帶；

2.4.3 當固定工作地點靠近有害物放散源，且不可能安裝有效的局部排風裝置時，應直接向工作地點送風。

2.5 排風原則

2.5.1 當有害氣體和蒸汽密度比空氣小時，或在相反的情況下，但車間內(nèi)有穩(wěn)定的上升氣流時，宜從房間上部地帶排出所需風量的2/3，從下部地帶排出1/3；

2.5.2 當有害氣體和蒸汽密度比空氣大，車間內(nèi)不會形成穩(wěn)定的上升氣流時，宜從房間上部地帶排出所需風量的1/3，從下部地帶排出2/3；

2.5.3 房間上部地帶排出風量不應小于每小時一次換氣；

2.5.4 從房間下部地帶排出的風量，包括距地面2m以內(nèi)的局部排風量。

3 分布式模式

采用分布式模式的整體廠房廢氣治理的關鍵步驟之一是網(wǎng)格化，將廠房按設計流量劃分成若干個網(wǎng)格，每個網(wǎng)格是分布式凈化單元的流量，全部單元流量的總和等于或大于設計流量。比如，若分布式凈化單元的流量為15000m3/h，則需要40個分布式凈化單元。

3.1 廠房補風

廠房補風以采用自然補風模式為主，采用分布式補風單元為輔[2]，減少資金投入。自然補風是通過底層的氣窗和門來實現(xiàn)，有條件的也可以利用聯(lián)通的隔壁廠房，這樣可以減少熱源的投入。在自然補風模式中，由于廠房門設有熱風幕，可以提升補充空氣的溫度，所以，冬季補風以廠房門補風為主。對于非危險性廢氣凈化時，可以將凈化后的達標氣體進行回用補風，尤其是在北方的冬季，可以減少熱源的損失。

3.2 中央控制系統(tǒng)

分布式凈化單元和分布式補風單元的控制由無線中控系統(tǒng)統(tǒng)一執(zhí)行，無線通信技術選用ZIGBEE通信技術[3]。在分布式控制系統(tǒng)中，中控系統(tǒng)是整個分布式系統(tǒng)的核心，中控系統(tǒng)的作用就是控制風機動力，它最大的優(yōu)勢就是組態(tài)靈活。風量調(diào)整原則是凈化單元的總排風量要略大于補風總量，這樣廠房會呈現(xiàn)輕微的負壓，避免污染的廢氣影響大氣環(huán)境。

4 集中式模式

集中式模式的整體廠房凈化系統(tǒng)由回風口、回風管道、凈化與新風機組、送風管道、送風口和控制柜組成。凈化與新風機組將廢氣凈化功能和新風補償功能有機組合在一起，新風補償時，部分采用凈化后的廠房內(nèi)氣體。送風口安裝在廠房地面以上2000mm高位置，通過分支管道與送風管道連接，氣流組織采用置換通風模式，下送上回。在實際工作中，大面積廠房一般設有排風天窗，而且每25m寬設一跨。集中式整體廠房設計時，在每跨安裝一套機組和配套的回風、送風系統(tǒng)，這就是集中式整體廠房的分跨治理[4]。

5 經(jīng)濟分析

經(jīng)濟分析從投資、建設周期、運營和維護三個方面來考慮。

5.1 投資

分布式和集中式整體廠房廢氣治理系統(tǒng)在投資方面的最大區(qū)別就是通風管道的投入，在這一方面，集中式整體廠房廢氣治理系統(tǒng)遠大于分布式整體廠房廢氣凈化系統(tǒng)；

5.2 運營

在運營方面，由于集中式整體廠房廢氣治理系統(tǒng)需要克服長通風管道的較大的壓力損失，需要較大全壓的風機組進行配合，因此，集中式整體廠房廢氣治理系統(tǒng)要消耗更多的電能

5.3 維護

在維護方面，集中式整體廠房廢氣治理系統(tǒng)要消耗更多的耗材。

5.4 建設周期

由于沒有通風管道系統(tǒng)的安裝工程，分布式整體廠房廢氣治理系統(tǒng)的建設周期要短一些。

6 應用

我們將廠房做一下分類，分為已有廠房和新建廠房。

6.1 已有廠房

已有廠房又可以分為有通風空調(diào)系統(tǒng)和無通風空調(diào)系統(tǒng)。

6.1.1 有通風空調(diào)系統(tǒng)。對于有通風空調(diào)系統(tǒng)的廠房可以對機組進行改造，根據(jù)廠房廢氣的性質(zhì)，在原有機組的基礎上增加廢氣凈化功能段也可以用廢氣凈化功能段替換原來的中效過濾段。

由于增加的廢氣凈化功能段會同時增加管道的壓力損失，所以需要對原有的風機動力進行補償。

6.1.2 無通風空調(diào)系統(tǒng)。無通風空調(diào)系統(tǒng)的廠房一般設有分布式排風口，有的排風口安裝了軸流風機，有的靠“熱煙羽效應”自然排風?？梢圆捎梅植际絻艋瘑卧獊硖娲瓉淼妮S流風機，或者新安裝分布式凈化單元。

6.2 新建廠房

新建廠房分為安裝通風空調(diào)系統(tǒng)和不安裝通風空調(diào)系統(tǒng)兩種。對于安裝通風空調(diào)系統(tǒng)的廠房，在機組設計上增加廢氣凈化功能段；對于不安裝通風空調(diào)系統(tǒng)的廠房，直接設計分布式凈化單元。

6.3 局部廢氣治理的必要

對于廠房內(nèi)可以進行局部廢氣治理的工位，有必要進行局部治理，只有在局部治理工作全部完成的情況下再考慮整體治理。相對于整體廠房廢氣治理，局部廢氣治理的投入少、運營費用低、針對性強、效果明顯。在充分實施了局部治理后的廠房進行整體廠房治理，可以減少整體治理的投入、降低整體設施運營費用。局部與整體有機配合的結果就是綜合費用低、治理效果好、性價比最優(yōu)。

7 結語

整體廠房廢氣治理要充分與局部廢氣治理相結合，與通風空調(diào)系統(tǒng)相融合，優(yōu)先考慮分布式治理技術。

[1]姜安璽,等.空氣污染控制.北京:化學工業(yè)出版社,2010.

[2]加藤龍夫,等.惡臭的儀器分析.北京:中國環(huán)境科學出版社,1992.

[3]張杰濤.一種嶄新的無線通信網(wǎng)絡標準-ZIGBEE.2005-06-26.