實驗室廢氣處理

一、實驗室廢氣的危害

全國各類化學實驗室相當多，主要分布在各類學校、科研機構(gòu)和企業(yè)中，分布十分廣泛，有些化學實驗室由于歷史的原因，或處于市中心，或處于居民稠密處，在進行酸處理樣品時不定期排放大量有害氣體，不僅對大氣造成污染，而且對周邊的人群、植被造成嚴重的危害，并對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擴散，更加劇了局部環(huán)境的污染程度，造成了局部嚴重酸雨的形成，構(gòu)成了嚴重的社會公害。

國內(nèi)實驗室廢氣排放的現(xiàn)狀：化學實驗室廢氣排放絕大多數(shù)采用直接排放的方式，一般實驗室采用管道集中到樓頂，風機直接排放的方式，也有的實驗室采用分散式排風扇直接排放，基本上未做廢氣處理，有很多實驗室進行廢氣處理后排放。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，但仍直接對大氣造成了污染，嚴重地影響了周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，其損失無法用貨幣來衡量。

二、實驗室廢氣處理方法

由于各類化學實驗室的工作性質(zhì)不同，相關(guān)機構(gòu)對化學實驗室排放的有害氣體的處理方法進行對比、探討，總結(jié)目前實驗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，故對于頻繁開停車的場合不合適?？紤]到高溫燃燒法回收的熱量超過生產(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)對高溫有機廢氣蒸氣進行處理，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)生選擇性化學反應(yīng)，從而將有害組分從氣流中分離出來的過程。

此種方法具有捕集效率高、設(shè)備結(jié)構(gòu)較為簡單、一次性投資低、占地面積少、安裝調(diào)試方便等特點，因而廣泛應(yīng)用于對氣態(tài)污染物的處理，特別是對無機類氣態(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。目前實驗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?；瘜W實驗室的有害氣體經(jīng)風管引入到吸收裝置，經(jīng)過吸收腔，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，在這個過程中，水霧顆粒既溶解了有害體中的各種化學物質(zhì)，又經(jīng)相互碰撞逐步增加水霧的顆粒體積，經(jīng)擋風板的阻攔功能，水霧進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)風速的作用力而落入收集盤，并流入循環(huán)水箱，吸收裝置原理。

該方法的特點是水霧吸收裝置較簡單，各部分的加工尺寸精度要求較低，安裝調(diào)試方便。但在運行過程中需耐酸泵連續(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，降低整套裝置對廢氣的凈化作用，同時由于泵的連續(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，隨時更換霧化不良的噴嘴和耐酸泵中磨損的密封件。因此在運行中需投入一定的維持費用和耐酸泵的能耗費用。

(2)無泵水幕式吸收法

無泵水幕式吸收法投放于實際應(yīng)用的時間比有泵水霧吸收法要晚得多，是近幾年才逐步應(yīng)用于實際的。該法雖應(yīng)用較晚，但非常顯著的優(yōu)點使這種方法的應(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)過循環(huán)水幕的沖刷和水簾過濾，然后沿泛水板下緣掠過水箱液面，進人氣水通道，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，通過擋水板分離水霧后經(jīng)出口排出。

該方法的特點是吸收裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對復雜，對加工精度有一定的要求。但該法在運行中無須任何維護工作和能耗支出，且占地面積小，元二次污染現(xiàn)象、無噪聲。在運行中水、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?shù)亩嘧覮性固體接觸時，利用固體表面存在的未平衡的分子引力或者化學鍵力，把混合物中某一組分或某些組分吸留在固體表面上的過程。具有吸附作用的固體稱為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱為吸附質(zhì)。該方法的優(yōu)點是能回收有用組分，設(shè)備簡單，操作方便，易于實現(xiàn)自動控制。但是因吸附劑的物化性能不同，具有較強的針對性，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；由于廢氣在通過吸附劑時的時間較短，這就要求吸附劑具有非常強的吸附能力；而且對廢氣中有害物質(zhì)的含量有一定的要求，廢氣中有害物質(zhì)的含量過高，廢氣凈化的效果就會不理想；在廢氣通過吸附介質(zhì)時，由于氣流受固體介質(zhì)的阻擋作用，必須增加風機的功率才能保證通風系統(tǒng)的正常風速。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行。所以該方法在實際應(yīng)用中需要投入一定的費用和人力，更換下來的吸附劑或?qū)ξ絼┳髟偕幚頃r均易造成二次污染。此種方法一般用于廢氣中有害物質(zhì)的種類相對穩(wěn)定且含量較低的廢氣處理，這樣便于采用一種有針對性的吸附劑。

實驗室廢氣處理中常用的干式吸附法原理是讓有害氣體經(jīng)過干式吸附介質(zhì)，使氣體在通過吸附介質(zhì)時有害物質(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，達到氣體凈化的目的。

該方法的吸收裝置結(jié)構(gòu)較簡單，但吸附介質(zhì)因其物化性能不同，具有較強的針對性，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)過吸附介質(zhì)時的時間較短，這就要求 吸 附介質(zhì)具有非常強的吸附能力。而且對廢氣中有害物質(zhì)的含量有一定的要求，廢氣中有害物質(zhì)的含量過高，廢氣凈化的效果不理想。在廢氣經(jīng)過吸附介質(zhì)時，由于氣流受固體介質(zhì)的阻擋作用，必須增加風機的功率才能保證通風系統(tǒng)的正 常風速。需要強調(diào)一點的是任何吸附介質(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行。所以該方法在實際應(yīng)用中需要投入一定的費用和人力，更換下來的吸附介質(zhì)或?qū)ξ浇橘|(zhì)做再生處理時均易造成二次污染。此種方法一般用于廢氣中有害物質(zhì)的種類相對穩(wěn)定且含量較低的廢氣處理，便于采用一種有針對性的吸附介質(zhì)。

5.實驗室排放的危害

那么全國各類化學實驗室相當多，主要分布在各類學校、科研機構(gòu)和企業(yè)中，分布十分廣泛，有些化學實驗室由于歷史的原因，或處于市中心，或處于居民稠密處，在進行酸處理樣品時不定期排放大量有害氣體，不僅對大氣造成污染，而且對周邊的人群、植被造成嚴重的危害，并對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擴散，更加劇了局部環(huán)境的污染程度，造成了局部嚴重酸雨的形成，構(gòu)成了嚴重的社會公害。

6.實驗室處理方法

實驗室儀器設(shè)備日新月異，實驗操作項目越來越多，試劑使用量越來越大。實驗室化學氣味非常大，實驗室環(huán)境受到了嚴重污染。實驗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，也為了改善實驗室環(huán)境，減少人為環(huán)境污染，可使用無管導道凈氣型通風柜及凈氣型藥品柜有效的吸附實驗操作中揮發(fā)的有毒有害化學氣體，為實驗員提供安全防護。凈氣型通風柜
凈氣型通風柜及凈氣型藥品柜，有在線監(jiān)測室內(nèi)環(huán)境狀況和過濾器使用狀況，可根據(jù)實驗室環(huán)境級別，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。

凈氣型通風柜的功能中主要的是排氣功能，在化學實驗室中，實驗操作時產(chǎn)生各種有害氣體、臭氣、濕氣以及易燃、易爆、腐蝕性物質(zhì)，為了保護使用者的安全，防止實驗中的污染物質(zhì)向?qū)嶒炇覕U散，在污染源附近要使用通風柜，以往凈氣型通風柜使用臺數(shù)較少，只在特別有害且危險的氣體及產(chǎn)生大量熱的實驗中使用。凈氣型通風柜只擔負實驗臺的輔助功能。

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

編輯：賽弗安全