喷漆废气处理技术方案

喷漆废气综合治理项目设计方案公司地址：济南市济阳街道工业园9号QiankunEnvironmentalTech.环保热线真术文件喷漆废气收集处理项目综合治理工程初步设计方案项目编号：QKHB-2016-01-11山东乾坤环保设备有限公司日期：目录TOC\o"1-2"\h\z\u1综述 41.1项目概述 41.2气象、水文及地质情况 41.3设计依据 41.4设计原则 51.5技术服务单位简介 52项目基本情况 72.1废气成份 72.2设计思路 72.3项目规模 72.4进气温度 72.5进气浓度 72.6排放标准 82.7工程位置 83工艺技术选择 83.1国内外异味气体控制技术概况 83.2工艺流程 123.3工艺流程介绍 134各系统单元描述 194.1收集系统 194.2低温等离子体净化设备单元描述 194.3引风机 194.4微纳米气泡高能氧化塔单元描述 204.5电气控制系统及设计 215编制范围 216主要设备一览表 217投资估算一览表 228公用工程 228.1概述 238.2给排水 238.3消防 238.4环境协调 239采暖通风 239.1采暖 239.2通风 2310工程占地 2311人员培训与要求 2312交货期 2413设备安装、检修与防腐 2414售后服务承诺 24

1综述1.1项目概述1.1.1项目名称项目名称：喷漆废气综合治理项目设计单位：济南乾坤环保设备有限公司1.1.2业主单位概况受业主委托，参考企业生产情况，现编制初步设计方案，供相关部门审核和建设单位参考、选用。1.2气象、水文及地质情况略1.3设计依据业主提供的与本项目有关的资料《中华人民共和国环境保护法》（1989-12-26）《中华人民共和国大气污染防治法》（2000-04-29）《污水综合排放标准》（GB8978—1996）环境空气质量标准（GB3095-1996）《环境污染事故应急预案编制技术指南》（征求意见稿）《烟囱设计规范》（GB50051—2002）《化工管道、设备外防腐设计规定》（HG-T20679-1990）《环境空气恶臭的测定三点比较式臭袋法》（GB/T14675-93）《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）《通风管道技术规程》（JGJ141－2004）《低压成套开关设备和控制设备》（GB7251.1-1997）《低压成套开关设备和控制设备、断路器、接触器》（IEC60947-2-4）国发（1996）31号《国务院关于环境保护若干问题的决定》中华人民共和国主席令第72号《中华人民共和国清洁生产促进法》《国家环境保护“十一五”计划》《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）《供配电系统设计规范》（GB50052-1995）济南乾坤环保设备有限公司治理类似项目废气工程取得的经验1.4设计原则严格贯彻执行国家环境保护的有关规定，确保治理后各项指标达到设计要求，达到或优于排放标准。协助企业采用科学合理的收集方式，在达到收集效果的前提下，尽量减少气量。积极稳妥地采用新技术、新设备，结合企业的现状和管理水平采用先进、可靠的污染治理工艺，力求运行稳定、费用低廉、管理方便、维护便捷，从而达到彻底消除废气污染、保护环境的目的。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。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。选择新型、高效、低噪设备，注意节能降耗。总平面布置力求紧凑、合理通畅、简洁实用，尽量减小工程占地和施工难度。严格执行国家有关设计规范、标准，重视消防、安全工作。依据国家和地方有关环保法律、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。选用的设备、配件、材料等均要求质量可靠、通用性强、运行稳定、便于维修。整个系统操作管理方便，自动化程度较高，便于维护。1.5技术服务单位简介济南乾坤环保设备有限公司是一家专业从事气态污染物治理的高新技术企业,公司拥有自主知识产权开发的“低温等离子体废气处理设备”在环保领域中的应用及技术先进性居国内同行业前列，是一个集研发、制造、销售、安装、服务为一体的环保企业。公司致力于工业废气中的VOC、恶臭、异味、漆雾、水雾湿气、油烟等气态污染物方面的控制及治理。目前，公司已具备了使用大功率处理大流量工业废气的能力。2011年由公司生产的“低温等离子体空气净化设备”已被认定为济南市高新技术成果转化项目之一，并通过了ISO9001：2000质量管理体系认证。应用领域：石化、化工、医药、塑胶、印刷等行业产生的各类挥发性有机污染物（VOC）。污水处理厂、垃圾处理厂、公厕、垃圾打包站、泵站、市政、卷烟厂、香精厂、屠宰场等领域产生的各类恶臭、异味气体等。医院、餐饮、宾馆、娱乐场所、车船、航空候车室等公共场所及办公室、家庭、轿车、实验室等产生的甲醛、苯、氨等有毒气体及微生物、悬浮颗粒物等。大型火力发电厂、水泥厂、钢铁厂等产生的二氧化硫、粉尘、油烟等。无菌实验室、病房、手术室、无尘化工厂等。经营范围：公司成套生产安装工业有机废气处理设备、溶剂吸附脱附设备、脱硫除尘设备，颗粒物高效拦截设备、污染物预处理设备，化工厂、污水泵站、垃圾处理厂等提供废气治理提供方案设计及施工。人力资源：公司下设销售部、商务部、技术部、工程服务部、财务部、采购部等相关部门，现有职工58人，其中高级工程师6人，工程师10人，专职项目执行经理5人，技术人员12余人，凭借公司贯彻“发展环保产业、造福子孙后代”的企业文化，拥有一批环境工程、通风工程的专家顾问、技术设计、资深销售人员，具有国内外先进的有机废气及恶味异臭的处理技术，在有机废气及恶味异臭处理及环保行业中积累了丰富的工作及技术经验，另外，我公司专门聘请行业内资深的风机及通用设备维修技师，在此行业内工作达十余年，经验丰富，维修水平高，免除了用户的后顾之忧。生产基地：公司于2011年投资2000余万元在济阳工业园建设生产10000余平方生产工厂，位于济南济阳工业区,交通方便,经济改革发展较快。生产工厂占地10000平方米，工装设备齐全，年生产能力100台套，凭借着当地的经济优势及人力资源，拥有一批加工能力强，技术精干的生产工人50余人。2项目基本情况2.1废气成份根据业主提供的数据，废气主要来源为：喷漆废气，废气主要成份为：甲苯二异氰酸酯、粉尘、二甲苯、甲苯、丁醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、三氯乙烯、苯、丙酮、环己酮、乙醚等生产废气。2.2设计思路根据业主提供的数据，本工程拟采用“收集后集中采用“微纳米气泡+低温等离子装置+深度氧化床”的方案。本工程废气中含有长分子链较为顽固的废气，普通的传统工艺难以达到净化目的。2.3项目规模根据业主提供数据：设计排放废气量为：48000Nm³/h2.4进气温度喷漆为常温废气2.5进气浓度根据业主提供的资料，并结合我公司在治理废气工程的经验，确定本项目废气的进气浓度如表2-1：表2-1设计进气浓度序号项目浓度1VOCS≤2000mg/m32臭气浓度≤10000（无量纲）3粉尘浓度≤500mg/m32.6排放标准本项目废气排放标准执行二级标准，按《恶臭物质排放标准》（GB14554-93）及《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）规定，本项目采用的排放标准如表2-2：表2-2工程设计排放标准序号项目排放标准（排气筒高度15m）排放量(kg/h)排放浓度（mg/m3）1VOCS＜10＜1202臭气浓度＜2000（无量纲）3粉尘浓度<302.7工程位置根据实地状况，本工程主体设备拟建于厂区预留空地，达到与厂区环境和谐统一的效果。3工艺技术选择3.1国内外异味气体控制技术概况异味是大气、水、土壤、固体废弃物等物质中的异味物质，通过空气介质作用于人的嗅觉器官感知而引起的不愉快感觉并有害于人体健康的一类公害气态污染物质。异味物质的种类很多，迄今为止，凭人的嗅觉即能感受到的恶臭物质有4000多种，但通常大致分为三类：一是含硫的化合物，如硫化氢、硫醇类、二甲基硫、硫醚类及含硫的杂环化合物等；二是含氮的化合物，如氨、胺类、腈类、硝基化合物及含氮杂环化合物等；三是碳、氢或碳、氢、氧组成的化合物（低级醇、醛、脂肪酸等）。其中对人体影响较大的八大恶臭物质是：硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫。而我们通常所指的恶臭气体，是指在空气中扩散带有恶臭的气体，简称臭气。恶臭气体的来源分布广泛，主要来自于固体垃圾处理场、以石油为原料的化工厂、污水泵站、污水处理厂、制药厂、饲料和肥料加工厂、畜牧产品农场、化纤厂、皮革厂、制浆厂，以及公厕、粪便转运站等场所。污水中的蛋白质、脂肪、碳水化合物的厌氧、好氧过程的产物或不完全产物产生恶臭物质，如硫化氢（H2S）、氨（NH3）、吲哚（C8H5-NHCH3）、三甲胺(CH3)3N、甲硫醇类CH3SH、二甲二硫（CH3SSCH3）、甲硫醚CH3SCH3）、乙醛、低级醇、脂肪酸等，这些物质散发到空气中不仅使人感到不快、恶心、头疼、食欲不振、妨碍睡眠、嗅觉失调、情绪不振、爱发脾气以及诱发哮喘等，而且甚至引起急性病。为了提高居民生活环境质量、杜绝空气污染隐患、恶臭源的控制已成为目前一些地区亟待解决的环境问题之一。目前，异味废气处理的传统方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、生物法、光催化法等。燃烧法燃烧法根据燃烧的温度及辅助介质不同，主要分为直接燃烧法和催化燃烧法两种。催化燃烧法较适合于高浓度、小风量废气的净化，在处理低浓度的废气时，由于要维持300～400℃的催化燃烧温度，需借助于活性炭吸附等浓缩工艺来提高废气的燃烧热值，但废气中的水气、油污及颗粒物易引起活性炭吸附容量下降及催化剂中毒失活等问题，使得该方法的推广和使用在一定程度上受到了限制。直接燃烧法是投加辅助燃料与废气一起送入焚烧炉燃烧，直接焚烧工艺成熟，控制一定的温度条件下污染物去除效率高，焚烧彻底，但在使用过程中一般会有一下问题：①若焚烧含氯、溴代有机物和芳烃类物质时极易产生二恶英类强致癌物质，尤其在焚烧炉启动和关闭过程中更易产生，为避免二恶英类物质产生，须提高燃烧温度在1200℃以上，若保持如此高的燃烧温度不仅运转费用高，而且对焚烧炉的要求也大大提高。②焚烧含氯代有机物时会产生氯化氢腐蚀问题，尤其是在高温状态下，氯化氢的腐蚀性能大大增强，不仅对管道存在腐蚀，更严重的是会引起焚烧炉的腐蚀。③焚烧时存在爆炸的潜在危险，尤其是易挥发性可燃气体，若达到其爆炸极限遇明火则有可能引起爆炸。另外，若废气中含有卤素、氮元素和硫元素，采用燃烧法极易产生二次污染物质二恶英、氮氧化合物和硫氧化合物。氧化法该方法主要采用投加氯、臭氧、过氧化氢、高锰酸钾等强氧化剂来破坏污染物分子，具有反应快，处理装置简单等优点。其缺点是净化效率不高，氧化剂投加量难以控制。吸收法利用污染物质的物理和化学性质，使用水或化学吸收液对废气进行吸收去除的方法。该方法在设计操作合理的情况下去除效率很高，运转管理方便，但对设备及运行管理要求极高，而且只有能溶解于吸收液或能与吸收液反应的污染物才能被有效去除。吸附法该方法是当污染物质通过装有吸附剂（如活性炭、疏水分子筛等）的吸附塔时，利用该吸附剂对污染物的强吸附力，从而达到净化废气的目的。该方法设备简单，去除效果好，多用于净化工艺的末级处理。该方法缺点是对高浓度废气处理效率低、占地面积大、气阻大、吸附剂需经常更换或再生等缺点，而且吸附剂脱附后的气体难于收集而最终又排回大气中，是一种不彻底的解决途径。生物法生物法是近年来研究较多的一种处理工艺，该方法最突出的优点是处理成本低廉、基本无二次污染。生物法虽然在净化低浓度有机污染物时效果明显，具有能耗低的优点，但存在气阻大、降解速率慢、设备体积庞大、易受污染物浓度及温度的影响，而且该法仅适用于亲水性及易生物降解物质的处理，对疏水性和难生物降解物质的处理还存在一定难度。光催化技术光敏半导体催化氧化或纳米金属氧化物光催化也是近年来的研究热点，但该技术的降解效率受控于污染物质与催化剂表面界面扩散速率，而且催化剂价格昂贵、很容易中毒失效，目前光催化技术很难用于大规模工业化应用，多局限于实验研究及小风量应用阶段。表3-1几种废气处理工艺的适用范围及优缺点工艺名称原理适用范围优点缺点掩蔽法采用更强烈的芳香气味与臭气掺和，以掩蔽臭气，使之能被人接收适用于需立即、暂时地消除低浓度恶臭气体影响地场合，恶臭强度2.5左右，无组织排放源可尽快消除恶臭影响，灵活性大，费用低恶臭成分并没有被去除，麻痹了对原有污染物的感知热力燃烧法在高温下恶臭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，恶臭物质被彻底氧化分解设备易腐蚀，消耗燃料，处理成本高，易形成二次污染，催化剂中毒催化燃烧法水吸收法利用臭气中某些物质易溶于水的特性，使臭气成分直接与水接触，从而溶解于水达到脱臭目的水溶性、有组织排放源的恶臭气体工艺简单，管理方便，设备运转费用低产生二次污染，需对洗涤液进行处理；净化效率低，应与其他技术联合使用，对水溶性差的物质等处理效果差药液吸收法利用臭气中某些物质和药液产生化学反应的特性，去除某些臭气成分适用于处理大气量、高中浓度的臭气能够有针对性处理某些臭气成分，工艺较成熟净化效率不高，消耗吸收剂，易形成而二次污染吸附法利用吸附剂的吸附功能使恶臭物质由气相转移至固相适用于处理低浓度，高净化要求的恶臭气体净化效率很高，可以处理多组分恶臭气体吸附剂费用昂贵，再生较困难，要求待处理的恶臭气体有较低的温度和含尘量生物滤池恶臭气体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，恶臭气体由气相转移至水—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研究最多，工艺最成熟，在实际中也最常用的生物脱臭方法,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，处理费用低占地面积大，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生物滴滤池原理同生物滤池式类似，不过使用的滤料是诸如聚丙烯小球、陶瓷、木炭、塑料等不能提供营养物的惰性材料只有针对某些恶臭物质而降解的微生物附着在填料上，而不会出现生物滤池中混和微生物群同时消耗滤料有机质的情况池内微生物数量大，能承受比生物滤池大的污染负荷，惰性滤料可以不用更换，造成压力损失小，而且操作条件极易控制占地面积大，需不断投加营养物质，而且操作复杂，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洗涤式活性污泥脱臭法将恶臭物质和含悬浮物泥浆的混和液充分接触，使之在吸收器中从臭气中去除掉，洗涤液再送到反应器中，通过悬浮生长的微生物代谢活动降解溶解的恶臭物质有较大的适用范围可以处理大气量的臭气，同时操作条件易于控制，占地面积小设备费用大，操作复杂而且需要投加营养物质曝气式活性污泥脱臭法将恶臭物质以曝气形式分散到含活性污泥的混和液中，通过悬浮生长的微生物降解恶臭物质适用范围广，目前日本已用于粪便处理场、污水处理厂的臭气处理活性污泥经过驯化后，对不超过极限负荷量的恶臭成分，去除率可达99.5%以上受到曝气强度的限制，该法的应用还有一定局限催化氧化工艺反应塔内装填特制的固态复合填料，填料内部复合催化剂。当恶臭气体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，恶臭气体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，运行成本高，催化剂操作不当会中毒，存在二次污染低温等离子体技术等离子体内部产生富含极高化学活性的粒子，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，最终转化为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气体，如化工、医药等行业占地面积小；电子能量高，几乎可以和所有的恶臭气体分子作用；运行费用低；反应快、停止十分迅速，随用随开一次性投资稍高3.2工艺流程 喷漆废气处理工艺：达标排放涂装废气达标排放涂装废气组合式低温等离子体净化设备深度氧化床净化装置引风机微纳米气泡 组合式低温等离子体净化设备深度氧化床净化装置引风机微纳米气泡图3-1废气治理工艺图图3-2设备工艺流程安装示意图3.3工艺流程介绍3.3.1喷漆废气工艺流程简介本废气处理工程方案思路为：喷漆车间所挥发出来的废气首先经过收集后，先进入微纳米气泡净化装置进行废气处理，随后进入低温等离子对顽固气体再次进行裂变，最后由深度氧化床装置处理，由风机使整个净化过程在微负压下进行，以保证净化过程完全、彻底。净化后的气体经达标排放。低温等离子体净化工业废气的工作原理:等离子体中能量的传递大致如下：图3-3等离子体中能量传递图低温等离子放电过程中，电子从电场中获得能量，通过碰撞将能量转化为污染物分子的内能或动能，这些获得能量的分子被激发或发生电离形成活性基团，同时空气中的氧气和水分在高能电子的作用下也可产生大量的新生态氢、活性氧和羟基氧等活性基团，这些活性基团相互碰撞后便引发了一系列复杂的物理、化学反应。从等离子体的活性基团组成可以看出，等离子体内部富含极高化学活性的粒子，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，最终转化为CO2和H2O等物质，从而达到净化废气的目的。等离子体化学反应过程大致如下：电场＋电子高能电子(活性基团)受激原子游离基团受激基团高能电子＋污染物{}(活性基团)受激原子游离基团受激基团高能电子＋污染物活性基团＋氧气生成物＋热活性基团＋活性基团生成物＋热过程一：高能电子直接轰击过程二：产生氧原子、臭氧、羟基自由基及小分子碎片O2+2e→2O·式3-1O2+O·→O3+e式3-2H2O+2e→H·+HO·式3-3H2O+O·+e→2HO·式3-4H·+O2→HO·+O式3-5C(a+b)H(m+n)O(x+y)+2e→CaHmOx·+CbHnOy·式3-6过程三：分子碎片氧化CaHmOx+HO·→CO2+H2O式3-7CaHmOx+O·→CO2+H2O式3-8CaHmOx+O2→CO2+H2O式3-9CaHmOx+O3→CO2+H2O式3-10经过低温等离子净化后，废气尚含有部分小分子的物质及臭氧，采用水洗工艺可以对污染物进行进一步处理，同时减少废气中臭氧含量。相关反应机理如下：H2O+e→H·+HO·+e式3-11H·+O3→O2+HO·式3-12HO·+O3→HO2·+O2式3-13HO2·+O3→HO·+O2式3-14因此在此过程中，部分小分子有机物可进一步被羟基自由基氧化而予以去除。低温等离子处理有机废气的原理是将普通的220V/380V交流电通过变压器、变频器转换为高频高压，产生足以击穿气体的电压，释放出高能电子，高能电子破坏有机废气中的气体分子之间的化学键，断开这些化学键从而产生了各种碳原子、氧原子、氢原子、氢氧自由基、臭氧等混合体，等离子体中的氧原子和碳原子结合形成二氧化碳，氧原子和氢原子结合形成水分子，最终产生排放到大气中的气体为无污染的二氧化碳（CO2）和水(H2O)。3.3.2微纳米气泡高能氧化塔还原氧化有机废气工作原理微纳米气泡高能氧所含有的粒子能量来源于以下五个方面：电离能氧气经过电离后生成部分氧离子，并形成等离子体，当电离作用消失后，氧等离子体消失，转变成活性氧气团，主要包括臭氧离子团（O32—、O3—）、臭氧分子团（O3）、氧离子团（O22—、O2—）、氧分子团（O2）等，这些活性氧气团具有非常高的电离能，经过气体切割后，各种离子团和分子团分离，切割动能转变为气泡能级跃迁能量，在各个气泡中表现为电离能提高，达到可以随时产生氧化作用的高能级，可以氧化一切接触到的物质。图3-4原子电离能示意图高速动能气泡是经过水对目标气体离心切割吸入作用产生的，切割后产生水气混合液体，气泡伴随着切割水溶液在蜗旋加速系统中加速运动，由于蜗旋加速系统的特点是进水总量与喷射出水总量相等，而进水口管径远远大于出水口径，所以出水口的水溶液流速将大幅度提高：L1S1=L2S2式3-15S1=πd12/4式3-16S2=πd22/4式3-17其中：L1为进水口水溶液流速，S1为进水口截面积，d1为进水口直径L2为出水口水溶液流速，S2为出水口截面积，d2为出水口直径则出水口水溶液流速L2计算如下：L2=L1d12/d22式3-18蜗旋加速系统的进水口直径d1=G1/2蜗旋加速系统的出水口直径d2=G1/16则有L2=64L1式3-19一般进水口流速L1的选定范围为4—10米/秒，最高为20米/秒，因此出水口流速L2的增速范围为256—640米/秒，最高出水口流速可以达到1280米/秒。当活性氧气泡流速达到256米/秒以上后，气泡就具有了非常高的动能，这种动能足以在有效传输距离（发生断裂化学键和共价键的传输距离）中打破任何污染物与水分子之间的共价键连接和污染物内部的化学键连接，实现水质净化还原和对污染物的氧化降解，一般有效传输距离为0.5—0.8米；当活性氧气泡流速达到640米/秒甚至更高时，活性氧气泡被压缩得更小，气泡拥有的动能将倍增，在水中的有效传输距离将提高到3米以上，进一步提高了气泡对污染物的氧化降解作用率和对废气净化的作用。分子间能任何分子之间都存在分子间的作用力，称为分子间能。切割后形成的气泡伴随着切割水溶液在蜗旋加速系统中加速运动，在加速运动中来自外部的压力逐渐增高，气泡因外部压力增高而逐渐压缩，活性氧分子间距逐渐缩小，因此导致分子间作用力越来越强，分子间能逐步提高，到含有气泡的水溶液喷射之前，气泡因压力的作用压缩到最小，气泡直径压缩到5微米到几个纳米，分子间能蓄积达到最高，气泡破裂后活性氧分子自由热运动增强，可以随时加入到水分子共价键中成为溶解氧，也可以随时断裂其他物质与水分子形成的共价键，氧化其他物质。爆炸能活性氧微纳米气泡进入水中后产生三种变化，第一种为气泡破裂，活性氧以分子态溶解于水中成为溶解氧；第二种为气泡融合成为大分子气泡，随着气泡不断融合壮大，气泡将上升出水面；第三种为气泡保持原态在水中横向、向下、向上运动，4—5小时后才能上升到水面，在这个过程中发挥氧化降解和净化水的作用。我们所说的气泡破裂爆炸能是指第一种情况，活性氧微纳米气泡进入水中后，因气泡内部压力比较高导致气泡壁具有比较高的张力，发生碰撞或其他条件导致气泡破裂，气泡壁的张力作用将释放巨大的爆炸能量，这种爆炸能量可以促使活性氧分子溶解于水，同时可以破坏污染物与水的共价键连接，也可以破坏污染物内部的化学键连接，活性氧同时发挥作用，完成氧化降解污染物和净化废气。结合能活性氧微纳米气泡进入水中后发生第二种变化即气泡融合成为大气泡时，由于气泡融合导致气泡壁表面张力下降，融合的气泡将释放较大的气泡结合能，这种结合能可以导致气泡周边的污染物与水之间的共价键结合破裂，使气泡中的活性氧对污染物产生氧化降解作用和活性氧分子在水中的溶解作用。以上五种能量在活性氧微纳米气泡中共存，五种能量结合后使活性氧气泡拥有超高的粒子能量。活性氧微纳米气泡的运动是由气泡自身能量引发的，气泡在高速运动中使液体被加热到可以随时发生化学反应的临界状态，其中化学反应将以我们不能想象的、也不能从物理的角度推测的速度发生，从而可以对水中任何污染物发挥氧化作用，达到氧化降解污染物和净化水质目的。这种高能氧气泡或分子团以溶液喷雾的方式喷洒到空气中，因活性氧气泡具有超高的能量，能够捕集空气中的各种污染物，并对污染物氧化降解，净化空气。根据微纳米气泡产生的能量，对于废气的反应过程如下：气泡的动能和气泡破裂释放的爆炸能作用，断裂了污染物与水之间的共价键、水分子之间的共价键，氧分子团在分子键能的作用下迅速离散为氧分子并与部分水分子结合成为水中的溶解氧：H2O—(M—M)n+E——H2O+(M—M)n式3-20H2O+O2+E——H2O—O2式3-21H2O+O3+E——H2O—O3式3-22其中：M为污染物，E为粒子能量。融入水中的溶解氧（O2、O3）获得电子成为活性氧阴离子，氢离子与活性氧阴离子结合成过氧化氢（H2O2）。O2+e———O2—式3-23O3+e———O3—式3-242H++2e—+2O2———H2O2+O2式3-252H++2e—+2O3———H2O2+2O2式3-26氧离子、过氧化氢、氢离子、氢氧根离子对水分子的综合作用，产生了大量的水和离子：H++H2O——H3O+（羟基离子）式3-27OH—+H2O——H3O22—（氢氧基离子）式3-28图3-5氢氧基离子示意图3.3.3深度氧化反应床单元描述深度氧化床是低温等离子反应器配套设备，针对内废气停留时间短，氧化裂解作用产生的臭氧、羟基自由基、分子碎片等活性基团未能充分反应而设计开发。该设备结构简单，维护方便，无二次污染产生。该设备内部装填载有催化剂的特制填料。臭氧、羟基自由基、分子碎片等首先被吸附于填料表面及内部孔隙结构中，在填料上载有的催化剂催化作用下进一步反应，污染物分子碎片被进一步降解为CO2、H2O等无污染物质。催化剂填料通过特殊工艺将贵金属加载于微孔填料的孔隙中，当含有臭氧、羟基自由基、分子碎片等物质的废气通过时，在催化剂作用下，臭氧迅速将污染物质氧化分解，从而保证废气的处理效果。该设备结构紧凑，易于配套使用，日常维护操作少，使用寿命长。4各系统单元描述4.1收集系统对任何一个高效的废气控制和处理系统而言，废气收集系统都是一个极为重要的关键要素。因为这一系统从源头处决定了废气控制和处理系统的处理大小。4.2低温等离子体净化设备单元描述低温等离子体净化设备具有处理效果好、运行费用低、耐冲击负荷能力强、运行稳定可靠、即开即用、即关即停等优点。低温等离子体废气处理设备具有能耗低（处理相同气量的废气能耗降低2/3）、处理风量大、免冲洗、产生的废水少等优点。主要原理为：污染物首先与大量的新生态氢、臭氧及羟基氧等高能活性基团发生一系列的复杂的物理化学反应，使大部分大分子污染物转变为小分子物质，完成深度氧化；之后小分子的污染物又在高能电子的作用下，彻底分解、裂解，最终转化为CO2和H2O等物质。低温等离子体氧化反应器为方形一体化设备，反应管、电源、内外电极、高压驱动、控制系统等均装配在一体化设备壳体内，考虑使用地点的特殊情况。型号：QKDD-II-A5功率：8.4kW输入电压：380V数量：1套4.3引风机本系统设计的思想为全负压操作，可有效防止风管、风阀及设备的泄漏，因此引风机装在活性炭设备后面。引风机的配备变频器，供调节风量、风机维护使用。引风机设置要求：吸风机为侧吸式离心通风机，卧式安装，与电机置于同一机座。风压在最大抽气量的条件下，具有高于系统压力损失15%的余量。轴与壳体贯通处无气体泄漏。噪音（包括电动机在内）<80dB(A)。叶轮动平衡精度不低于G6.3级，且能24小时连续运转。设有防振垫、隔振效率≥80%。在快速运转条件下，气体流量可调，调节范围可由100%降至70%。防护等级IP55、电流380V、3相、50Hz，F级绝缘，B级温升。风机进风阀门采用法兰连接，相互之间有足够的距离，便于阀门之间的管道安装及设备的维修和装拆。风机配备变频器，运行稳定，维护方便，可根据现场实际状况调节。型号：4-72-10D功率：55kW输入电压：380V数量：1台4.4微纳米气泡高能氧化塔单元描述本项目采用微纳米气泡高能氧化塔，采用微纳米气泡发生器，将微纳米气泡送入氧化塔内，由微纳米气泡产生电离能、高速动能、分子间能、爆炸能、结合能等能力对废气分子进行氧化裂变还原，从而降低了废气的可燃气体浓度，有效的降低了低温等离子体净化设备的安全隐患。型号：QKWP-II-P5功率：15kW输入电压：380V放置形式：立式数量：1套说明：塔体采用防腐耐磨材质，耐酸耐碱并且耐至少120℃高温。采用圆形塔体，具体由塔体、进风段、微纳米气泡喷淋层、微纳米气泡发生器、出风锥帽、观检孔等组成。4.5电气控制系统及设计废气处理系统可实现手动控制和自动控制，配备有急停开关急停指示灯以及消除报警按钮。控制系统采用三菱品牌PLC，采用触摸屏操作的方式。低压电器、按钮、信号灯等采用品牌元器件。部分动力设备可通过PLC实现联锁控制。废气处理工艺路线和实时相关数据可在触摸屏上模拟显示，状态监控，设备运行状态的监视，故障报警功能。系统采用高智能自动化控制，动力设备设置自动防护，实现无人值守稳定运行。系统设计主要联锁有：温度联锁系统，当设备内温度高于设定值时，系统自动打开事故灭火电磁阀、停止风机、启动声光报警仪报警。风机与等离子体净化设备的联锁，风机因故障或其他原因停止，系统自动停止等离子体净化设备。动力设备过载保护。当动力设备电流过载时，系统自动停止动力设备。配备可燃气体检测连锁系统，当设备内可燃气体高于设定值时，系统自动打开事故灭火电磁阀、停止等离子净化设备主机、停止风机、启动声光报警仪报警。5编制范围本设计包含范围：成套设备：QKDD-Ⅱ低温等离子净化控制设备；微纳米气泡和深度氧化床之间的管道阀门等及其安装。所需动力、照明电源、给排水等外部