实验室气体处理安全排放

一、实验室废气的危害

全国各类化学实验室相当多，主要分布在各类学校、科研机构和企业中，分布十分广泛，有些化学实验室由于历史的原因，或处于市中心，或处于居民稠密处，在进行酸处理样品时不定期排放大量有害气体，不仅对大气造成污染，而且对周边的人群、植被造成严重的危害，并对人群的危害有潜在性。若遇阴雨、低气压气候，排出的废气难以及时扩散，更加剧了局部环境的污染程度，造成了局部严重酸雨的形成，构成了严重的社会公害。

国内实验室废气排放的现状

化学实验室废气排放绝大多数采用直接排放的方式，一般实验室采用管道集中到楼顶，风机直接排放的方式，也有的实验室采用分散式排风扇直接排放，基本上未做废气处理，有很多实验室进行废气处理后排放。集中直接排放虽在某种程度上局部改善了操作人员的工作环境，但仍直接对大气造成了污染，严重地影响了周边地区的生态环境，其损失无法用货币来衡量。

二、实验室废气处理方法

由于各类化学实验室的工作性质不同，对化学实验室排放的有害气体的处理方法进行对比、探讨，总结目前实验室废气处理方法有以下四种。

1.燃烧法

包括高温燃烧和催化燃烧，前者需要附加燃料燃烧，因此，使用该法时要考虑回收利用热能；催化燃烧能耗低，但在工作初期，需用电加热将废气加热到起燃温度，故对于频繁开停车的场合不合适。考虑到高温燃烧法回收的热量超过生产所需的热能，故并不合适。而直接采用催化燃烧投资太大。

2.冷凝法

主要利用冷介质对高温有机废气蒸气进行处理，可有效回收溶剂。处理效果的好坏与冷媒的温度有关，处理效率较其他方法相对较低，适用高浓度废气的处理。

3.吸收法

吸收法是利用气体混合物中不同组分在吸收剂中溶解度的不同，或者与吸收剂发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的过程。

此种方法具有捕集效率高、设备结构较为简单、一次性投资低、占地面积少、安装调试方便等特点，因而广泛应用于对气态污染物的处理，特别是对无机类气态污染物的控制。例如含HC1、HF、S02、HC10 等污染物的废气，都可以采用湿法进行吸收净化。具体而言即采用稀碱液或者水作吸收剂，利用喷雾系统将吸收剂充分雾化后与废气在容器内均匀混合反应，从而达到良好的吸收效果。湿法常用的设备有填料塔、板式塔、喷雾塔、文丘里洗涤器及旋转喷雾塔等。目前实验室废气处理常用的吸收方法有两种。

(1)有泵水雾吸收法

有泵水雾吸收法应用时间较早，在化工工业中应用较多，其原理是利用耐酸泵将循环水池中的液体经管道和末端雾化喷嘴喷入吸收腔，使吸收腔内充满大量的水雾颗粒。化学实验室的有害气体经风管引入到吸收装置，经过吸收腔，大量水雾颗粒利用其表面积与有害气体充分接触，相互碰撞，在这个过程中，水雾颗粒既溶解了有害体中的各种化学物质，又经相互碰撞逐步增加水雾的颗粒体积，经挡风板的阻拦功能，水雾进一步积累成较大的水滴，起到气液分离作用，水滴最终依靠自身重力克服吸收腔内风速的作用力而落入收集盘，并流入循环水箱，吸收装置原理。

该方法的特点是水雾吸收装置较简单，各部分的加工尺寸精度要求较低，安装调试方便。但在运行过程中需耐酸泵连续工作，而且喷雾头在工作中因各种因素影响容易出现喷雾状况改变，影响雾化效果，降低整套装置对废气的净化作用，同时由于泵的连续工作，其旋转部件磨损后，易发生液体的泄漏，造成二次污染。因此要使该吸收装置始终保持良好的工作状态，除定期保养外还需要不定期的检查，随时更换雾化不良的喷嘴和耐酸泵中磨损的密封件。因此在运行中需投入一定的维持费用和耐酸泵的能耗费用。

(2)无泵水幕式吸收法

无泵水幕式吸收法投放于实际应用的时间比有泵水雾吸收法要晚得多，是近几年才逐步应用于实际的。该法虽应用较晚，但非常显著的优点使这种方法的应用得到了快速的发展，其原理是在吸收装置内部垂直划分为气液混合和气液分离两大区域，废气经管道送人该装置后，首先经过循环水幕的冲刷和水帘过滤，然后沿泛水板下缘掠过水箱液面，进人气水通道，水箱中的水在气流引射作用下被雾化而成为水雾，经过气水通道被提升到集水板内，集水板内的水雾经挡水板收集后汇流到溢水槽中，溢水槽溢出的水沿泛水板流回水箱，废气在气水通道内与水雾剧烈冲击混合，从而使废气中的有害物质被吸收到水中，通过挡水板分离水雾后经出口排出。

该方法的特点是吸收装置内部结构相对复杂，对加工精度有一定的要求。但该法在运行中无须任何维护工作和能耗支出，且占地面积小，元二次污染现象、无噪声。在运行中水、气的相互接触比较充分，因此废气中有害物质的吸收效率较高，是一种值得进一步探讨和推广应用的方法。

4.吸附法

吸附净化是指气体混合物与适当的多子L性固体接触时，利用固体表面存在的未平衡的分子引力或者化学键力，把混合物中某一组分或某些组分吸留在固体表面上的过程。具有吸附作用的固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。该

方法的优点是能回收有用组分，设备简单，操作方便，易于实现自动控制。但是因吸附剂的物化性能不同，具有较强的针对性，所以处理含不同有害物质的废气必须配置不同理化性能的吸附剂，才能起到良好的气体净化作用；由于废气在通过吸附剂时的时间较短，这就要求吸附剂具有非常强的吸附能力；而且对废气中有害物质的含量有一定的要求，废气中有害物质的含量过高，废气净化的效果就会不理想；在废气通过吸附介质时，由于气流受固体介质的阻挡作用，必须增加风机的功率才能保证通风系统的正常风速。吸附容量一般不高（约40%），吸附剂需要定期更换或作再生处理才能保证吸收装置的正常运行。所以该方法在实际应用中需要投入一定的费用和人力，更换下来的吸附剂或对吸附剂作再生处理时均易造成二次污染。此种方法一般用于废气中有害物质的种类相对稳定且含量较低的废气处理，这样便于采用一种有针对性的吸附剂。

实验室废气处理中常用的干式吸附法原理是让有害气体经过干式吸附介质，使气体在通过吸附介质时有害物质被吸附到介质体内部，使净化气体与有害物质分离，达到气体净化的目的。

该方法的吸收装置结构较简单，但吸附介质因其物化性能不同，具有较强的针对性，因此含不同有害物质的废气处理必须配置不同理化性能的吸附介质，才能起到良好的气体净化作用，所以吸附介质的选择十分关键。由于废气在经过吸附介质时的时间较短，这就要求吸附介质具有非常强的吸附能力。而且对废气中有害物质的含量有一定的要求，废气中有害物质的含量过高，废气净化的效果不理想。在废气经过吸附介质时，由于气流受固体介质的阻挡作用，必须增加风机的功率才能保证通风系统的正常风速。需要强调一点的是任何吸附介质的吸附能力都是有限度的。吸附介质需要定期更换或作再生处理才能保证吸收装置的正常运行。所以该方法在实际应用中需要投入一定的费用和人力，更换下来的吸附介质或对吸附介质做再生处理时均易造成二次污染。此种方法一般用于废气中有害物质的种类相对稳定且含量较低的废气处理，便于采用一种有针对性的吸附介质。

5.实验室排放的危害

那么全国各类化学实验室相当多，主要分布在各类学校、科研机构和企业中，分布十分广泛，有些化学实验室由于历史的原因，或处于市中心，或处于居民稠密处，在进行酸处理样品时不定期排放大量有害气体，不仅对大气造成污染，而且对周边的人群、植被造成严重的危害，并对人群的危害有潜在性。若遇阴雨、低气压气候，排出的废气难以及时扩散，更加剧了局部环境的污染程度，造成了局部严重酸雨的形成，构成了严重的社会公害。

三。、实验室局部排风系统设计及有害气体排放

1、通风柜宜设独立的排风系统，即通风柜与排风机一一对应，这样就可根据通风柜的工作需要来启闭通风机，相互不受干扰，运行管理方便。但在一个实验室内有数台通风柜的情况下，所有通风柜宜合用一台排风机，以防止通风柜未同时使用时造成室内空气污染。

2、通风柜的放置位置应满足以下要求：无对流风以防止通风柜操作口气流被干扰；排风管道的弯头、水平管道尽可能最少。因此通风柜宣布置在墙角，不宜布置在门窗附近和空调送风口附近。这样才能使通风柜的工作更有效，系统更经济。

3、局部排风系统中排风机应设置在接近排气出口处(如屋面、顶层风机房等)，不可直接设在通风柜上部。这样做的原因是为了保证通风柜与风机之间的管道(通常贯穿于建筑内部)处于负压状态，防止管道不严密或破损时，有害气体扩散至建筑内部，同时还可使风机的振动和噪声对室内的干扰降到最小。

4、当实验室建筑所处区域为人员密集的地区或实验室产生有害气体量大或为剧毒性气体时，一般应经净化后再排至人气。净化设备通常采刚喷淋塔、填料塔等。对于一些有害气体排放量小、毒性不大的实验楼，也可采用直接高空排放

的方式。影响有害气体在大气中扩散的因素主要有：排气口高度，烟气上升高度，大气温度分布，大气风速，烟气温度，周围建筑的高度及布置等。而作为设计人员能控制的仅仅是排气口高度及烟气上升高度。排气口必要高度的计算可通过简化的萨顿扩散式计算。应该说明的是排气口的高度不仅应满足上式计算结果，而且还应高出周围50m范围内最高建筑物0.5m～1.5m，以避免有害气体卷入周围建筑物造成的涡流区。在排气立管上还应设置止回阀，以防止本系统排风机未运行时邻近排气口排出的有害气体通过排气管逸入室内。

【实验室工程】实验室设计、建设、装修、改造、通风、净化、水电气、三废。

【实验室家具】实验台、仪器台、通风柜、生物安全柜、高柜、实验配件等。