實(shí)驗(yàn)室廢氣處理

一、實(shí)驗(yàn)室廢氣的危害

全國(guó)各類(lèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室相當(dāng)多，主要分布在各類(lèi)學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)中，分布十分廣泛，有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)室由于歷史的原因，或處于市中心，或處于居民稠密處，在進(jìn)行酸處理樣品時(shí)不定期排放大量有害氣體，不僅對(duì)大氣造成污染，而且對(duì)周邊的人群、植被造成嚴(yán)重的危害，并對(duì)人群的危害有潛在性。若遇陰雨、低氣壓氣候，排出的廢氣難以及時(shí)擴(kuò)散，更加劇了局部環(huán)境的污染程度，造成了局部嚴(yán)重酸雨的形成，構(gòu)成了嚴(yán)重的社會(huì)公害。

國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室廢氣排放的現(xiàn)狀：化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢氣排放絕大多數(shù)采用直接排放的方式，一般實(shí)驗(yàn)室采用管道集中到樓頂，風(fēng)機(jī)直接排放的方式，也有的實(shí)驗(yàn)室采用分散式排風(fēng)扇直接排放，基本上未做廢氣處理，有很多實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行廢氣處理后排放。集中直接排放雖在某種程度上局部改善了操作人員的工作環(huán)境，但仍直接對(duì)大氣造成了污染，嚴(yán)重地影響了周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，其損失無(wú)法用貨幣來(lái)衡量。

二、實(shí)驗(yàn)室廢氣處理方法

由于各類(lèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的工作性質(zhì)不同，相關(guān)機(jī)構(gòu)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室排放的有害氣體的處理方法進(jìn)行對(duì)比、探討，總結(jié)目前實(shí)驗(yàn)室廢氣處理方法有以下四種。

1.燃燒法

包括高溫燃燒和催化燃燒，前者需要附加燃料燃燒，因此，使用該法時(shí)要考慮回收利用熱能；催化燃燒能耗低，但在工作初期，需用電加熱將廢氣加熱到起燃溫度，故對(duì)于頻繁開(kāi)停車(chē)的場(chǎng)合不合適。考慮到高溫燃燒法回收的熱量超過(guò)生產(chǎn)所需的熱能，故并不合適。而直接采用催化燃燒投資太大。

2.冷凝法

主要利用冷介質(zhì)對(duì)高溫有機(jī)廢氣蒸氣進(jìn)行處理，可有效回收溶劑。處理效果的好壞與冷媒的溫度有關(guān)，處理效率較其他方法相對(duì)較低，適用高濃度廢氣的處理。

3.吸收法

吸收法是利用氣體混合物中不同組分在吸收劑中溶解度的不同，或者與吸收劑發(fā)生選擇性化學(xué)反應(yīng)，從而將有害組分從氣流中分離出來(lái)的過(guò)程。

此種方法具有捕集效率高、設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、一次性投資低、占地面積少、安裝調(diào)試方便等特點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于對(duì)氣態(tài)污染物的處理，特別是對(duì)無(wú)機(jī)類(lèi)氣態(tài)污染物的控制。例如含HC1、HF、S02、HC10 等污染物的廢氣，都可以采用濕法進(jìn)行吸收凈化。具體而言即采用稀堿液或者水作吸收劑，利用噴霧系統(tǒng)將吸收劑充分霧化后與廢氣在容器內(nèi)均勻混合反應(yīng)，從而達(dá)到 良好的吸收效果。濕法常用的設(shè)備有填料塔、板式塔、噴霧塔、文丘里洗滌器及旋轉(zhuǎn)噴霧塔等。目前實(shí)驗(yàn)室廢氣處理常用的吸收方法有兩種。

(1)有泵水霧吸收法

有泵水霧吸收法應(yīng)用時(shí)間較早，在化工工業(yè)中應(yīng)用較多，其原理是利用耐酸泵將循環(huán)水池中的液體經(jīng)管道和末端霧化噴嘴噴入吸收腔，使吸收腔內(nèi)充滿大量的水霧顆粒。化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的有害氣體經(jīng)風(fēng)管引入到吸收裝置，經(jīng)過(guò)吸收腔，大量水霧顆粒利用其表面積與有害氣體充分接觸，相互碰撞，在這個(gè)過(guò)程中，水霧顆粒既溶解了有害體中的各種化學(xué)物質(zhì)，又經(jīng)相互碰撞逐步增加水霧的顆粒體積，經(jīng)擋風(fēng)板的阻攔功能，水霧進(jìn)一步積累成較大的水滴，起到氣液分離作用，水滴依靠自身重力克服吸收腔內(nèi)風(fēng)速的作用力而落入收集盤(pán)，并流入循環(huán)水箱，吸收裝置原理。

該方法的特點(diǎn)是水霧吸收裝置較簡(jiǎn)單，各部分的加工尺寸精度要求較低，安裝調(diào)試方便。但在運(yùn)行過(guò)程中需耐酸泵連續(xù)工作，而且噴霧頭在工作中因各種因素影響容易出現(xiàn)噴霧狀況改變，影響霧化效果，降低整套裝置對(duì)廢氣的凈化作用，同時(shí)由于泵的連續(xù)工作，其旋轉(zhuǎn)部件磨損后，易發(fā)生液體的泄漏，造成二次污染。因此要使該吸收裝置始終保持良好的工作狀態(tài)，除定期保養(yǎng)外還需要不定期的檢查，隨時(shí)更換霧化不良的噴嘴和耐酸泵中磨損的密封件。因此在運(yùn)行中需投入一定的維持費(fèi)用和耐酸泵的能耗費(fèi)用。

(2)無(wú)泵水幕式吸收法

無(wú)泵水幕式吸收法投放于實(shí)際應(yīng)用的時(shí)間比有泵水霧吸收法要晚得多，是近幾年才逐步應(yīng)用于實(shí)際的。該法雖應(yīng)用較晚，但非常顯著的優(yōu)點(diǎn)使這種方法的應(yīng)用得到了快速的發(fā)展，其原理是在吸收裝置內(nèi)部垂直劃分為氣液混合和氣液分離兩大區(qū)域，廢氣經(jīng)管道送人該裝置后，首先經(jīng)過(guò)循環(huán)水幕的沖刷和水簾過(guò)濾，然后沿泛水板下緣掠過(guò)水箱液面，進(jìn)人氣水通道，水箱中的水在氣流引射作用下被霧化而成為水霧，經(jīng)過(guò)氣水通道被提升到集水板內(nèi)，集水板內(nèi)的水霧經(jīng)擋水板收集后匯流到溢水槽中，溢水槽溢出的水沿泛水板流回水箱，廢氣在氣水通道內(nèi)與水霧劇烈沖擊混合，從而使廢氣中的有害物質(zhì)被吸收到水中，通過(guò)擋水板分離水霧后經(jīng)出口排出。

該方法的特點(diǎn)是吸收裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，對(duì)加工精度有一定的要求。但該法在運(yùn)行中無(wú)須任何維護(hù)工作和能耗支出，且占地面積小，元二次污染現(xiàn)象、無(wú)噪聲。在運(yùn)行中水、氣的相互接觸比較充分，因此廢氣中有害物質(zhì)的吸收效率較高，是一種值得進(jìn)一步探討和推廣應(yīng)用的方法。

4.吸附法

吸附凈化是指氣體混合物與適當(dāng)?shù)亩嘧覮性固體接觸時(shí)，利用固體表面存在的未平衡的分子引力或者化學(xué)鍵力，把混合物中某一組分或某些組分吸留在固體表面上的過(guò)程。具有吸附作用的固體稱(chēng)為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱(chēng)為吸附質(zhì)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能回收有用組分，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。但是因吸附劑的物化性能不同，具有較強(qiáng)的針對(duì)性，所以處理含不同有害物質(zhì)的廢氣必須配置不同理化性能的吸附劑，才能起到 良好的氣體凈化作用；由于廢氣在通過(guò)吸附劑時(shí)的時(shí)間較短，這就要求吸附劑具有非常強(qiáng)的吸附能力；而且對(duì)廢氣中有害物質(zhì)的含量有一定的要求，廢氣中有害物質(zhì)的含量過(guò)高，廢氣凈化的效果就會(huì)不理想；在廢氣通過(guò)吸附介質(zhì)時(shí)，由于氣流受固體介質(zhì)的阻擋作用，必須增加風(fēng)機(jī)的功率才能保證通風(fēng)系統(tǒng)的正常風(fēng)速。吸附容量一般不高（約40%），吸附劑需要定期更換或作再生處理才能保證吸收裝置的正常運(yùn)行。所以該方法在實(shí)際應(yīng)用中需要投入一定的費(fèi)用和人力，更換下來(lái)的吸附劑或?qū)ξ絼┳髟偕幚頃r(shí)均易造成二次污染。此種方法一般用于廢氣中有害物質(zhì)的種類(lèi)相對(duì)穩(wěn)定且含量較低的廢氣處理，這樣便于采用一種有針對(duì)性的吸附劑。

實(shí)驗(yàn)室廢氣處理中常用的干式吸附法原理是讓有害氣體經(jīng)過(guò)干式吸附介質(zhì)，使氣體在通過(guò)吸附介質(zhì)時(shí)有害物質(zhì)被吸附到介質(zhì)體內(nèi)部，使凈化氣體與有害物質(zhì)分離，達(dá)到氣體凈化的目的。

該方法的吸收裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但吸附介質(zhì)因其物化性能不同，具有較強(qiáng)的針對(duì)性，因此含不同有害物質(zhì)的廢氣處理必須配置不同理化性能的吸附介質(zhì)，才能起到 良好的氣體凈化作用，所以吸附介質(zhì)的選擇十分關(guān)鍵。由于廢氣在經(jīng)過(guò)吸附介質(zhì)時(shí)的時(shí)間較短，這就要求 吸 附介質(zhì)具有非常強(qiáng)的吸附能力。而且對(duì)廢氣中有害物質(zhì)的含量有一定的要求，廢氣中有害物質(zhì)的含量過(guò)高，廢氣凈化的效果不理想。在廢氣經(jīng)過(guò)吸附介質(zhì)時(shí)，由于氣流受固體介質(zhì)的阻擋作用，必須增加風(fēng)機(jī)的功率才能保證通風(fēng)系統(tǒng)的正 常風(fēng)速。需要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是任何吸附介質(zhì)的吸附能力都是有限度的。吸附介質(zhì)需要定期更換或作再生處理才能保證吸收裝置的正常運(yùn)行。所以該方法在實(shí)際應(yīng)用中需要投入一定的費(fèi)用和人力，更換下來(lái)的吸附介質(zhì)或?qū)ξ浇橘|(zhì)做再生處理時(shí)均易造成二次污染。此種方法一般用于廢氣中有害物質(zhì)的種類(lèi)相對(duì)穩(wěn)定且含量較低的廢氣處理，便于采用一種有針對(duì)性的吸附介質(zhì)。

5.實(shí)驗(yàn)室排放的危害

那么全國(guó)各類(lèi)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室相當(dāng)多，主要分布在各類(lèi)學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)中，分布十分廣泛，有些化學(xué)實(shí)驗(yàn)室由于歷史的原因，或處于市中心，或處于居民稠密處，在進(jìn)行酸處理樣品時(shí)不定期排放大量有害氣體，不僅對(duì)大氣造成污染，而且對(duì)周邊的人群、植被造成嚴(yán)重的危害，并對(duì)人群的危害有潛在性。若遇陰雨、低氣壓氣候，排出的廢氣難以及時(shí)擴(kuò)散，更加劇了局部環(huán)境的污染程度，造成了局部嚴(yán)重酸雨的形成，構(gòu)成了嚴(yán)重的社會(huì)公害。

6.實(shí)驗(yàn)室處理方法

實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備日新月異，實(shí)驗(yàn)操作項(xiàng)目越來(lái)越多，試劑使用量越來(lái)越大。實(shí)驗(yàn)室化學(xué)氣味非常大，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境受到了嚴(yán)重污染。實(shí)驗(yàn)室工作人員健康受到了危害，職業(yè)病發(fā)生幾率增大。由于工作需要新增，也為了改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境，減少人為環(huán)境污染，可使用無(wú)管導(dǎo)道凈氣型通風(fēng)柜及凈氣型藥品柜有效的吸附實(shí)驗(yàn)操作中揮發(fā)的有毒有害化學(xué)氣體，為實(shí)驗(yàn)員提供安全防護(hù)。凈氣型通風(fēng)柜
凈氣型通風(fēng)柜及凈氣型藥品柜，有在線監(jiān)測(cè)室內(nèi)環(huán)境狀況和過(guò)濾器使用狀況，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境級(jí)別，用戶自行設(shè)置安全提醒濃度。為我們的人身安全提供了有效的保證。

凈氣型通風(fēng)柜的功能中主要的是排氣功能，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)產(chǎn)生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì)，為了保護(hù)使用者的安全，防止實(shí)驗(yàn)中的污染物質(zhì)向?qū)嶒?yàn)室擴(kuò)散，在污染源附近要使用通風(fēng)柜，以往凈氣型通風(fēng)柜使用臺(tái)數(shù)較少，只在特別有害且危險(xiǎn)的氣體及產(chǎn)生大量熱的實(shí)驗(yàn)中使用。凈氣型通風(fēng)柜只擔(dān)負(fù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的輔助功能。

近年來(lái)考慮到改善實(shí)驗(yàn)環(huán)境，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)逐漸轉(zhuǎn)移到凈氣型通風(fēng)柜內(nèi)，這就要求在凈氣型通風(fēng)柜里要有適于設(shè)備使用的功能。特別是大多新建的實(shí)驗(yàn)室都要求有空調(diào)，因此在建筑的初步設(shè)計(jì)階段就要將凈氣型通風(fēng)柜的使用臺(tái)數(shù)納入空調(diào)系統(tǒng)的計(jì)劃。由于凈氣型通風(fēng)柜在生化實(shí)驗(yàn)室中占有非常重要的位置，從改善實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、改善勞動(dòng)衛(wèi)生條件，提高工作效率等方面考慮，凈氣型通風(fēng)柜的使用臺(tái)數(shù)飛躍地增加。隨之而來(lái)的是通風(fēng)管道，配管、配線、排風(fēng)等都成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要課題。

編輯：賽弗安全