在化學(xué)實(shí)驗過(guò)程中,經(jīng)常會(huì )產(chǎn)生各種難聞的,有腐蝕性的、有毒的或易爆的氣體。這些有害氣體如不及時(shí)排除室外,就要造成室內空氣污染,影響實(shí)驗人員的健康與安全;影響儀器設備的精度和使用壽命,因此,實(shí)驗室通風(fēng)是實(shí)驗室設計中不可缺少的一個(gè)組成部分。為了使實(shí)驗室工作人員不吸入或咽入一些有毒的、可致病的或毒性不明的化學(xué)物質(zhì)和有機體,實(shí)驗室中應有良好的通風(fēng)。為阻止一些蒸氣、氣體和微粒(煙霧、煤煙、灰塵和氣懸體)吸入,污染物質(zhì)須用通風(fēng)柜、通風(fēng)罩、局部排風(fēng)的方法除去。
化學(xué)實(shí)驗室的通風(fēng)方式有兩種,即局部排風(fēng)和全室通風(fēng)。局部排風(fēng)是在有害物質(zhì)產(chǎn)生后立即就近排出,這種方式能以較少的風(fēng)量排走大量的有害物質(zhì),能量省而效果好,是改善現有實(shí)驗室條件可行和經(jīng)濟的方法,也可能是適應新實(shí)驗室通風(fēng)建設的最好方式。對于有些實(shí)驗不能采用局部排風(fēng),或局部排風(fēng)滿(mǎn)足不了排風(fēng)要求時(shí),采用全室通風(fēng)。
通風(fēng)柜是實(shí)驗室中最常用的一種局部排風(fēng)設備,他的性能好壞主要取決于通過(guò)通風(fēng)柜空氣移動(dòng)的速度。影響正面速度和空氣運動(dòng)的因素是渦流、柜的入口形狀、熱載量、機械作用、排風(fēng)孔設計和阻凝物等 。此外,尚于他的防火能力、耐腐蝕性、是否便于清洗以及污染物進(jìn)入排風(fēng)系統前收集某些污染物的能力等性能有關(guān)。一般認為,實(shí)驗室中的通風(fēng)柜應能適應易燃的液體和氣體,而且結構材料應具有幾分鐘的耐火能力,以保持通風(fēng)柜的完整和及時(shí)將火封熄。
排風(fēng)系統
通風(fēng)柜的排風(fēng)系統可分為集中式和分散式兩種。集中式是把一層樓面或幾層樓面的的通風(fēng)柜組成一個(gè)系統,或者整個(gè)實(shí)驗樓分成一二個(gè)系統。它的特點(diǎn)是通風(fēng)機少,設備投資省,而且對通風(fēng)柜的數量稍有增減,以及位置的變更,都具有一定的適應性。然而由于系統較大,風(fēng)量不易平衡,盡管每個(gè)通風(fēng)柜上都裝有調節閥,但使用不方便,并且也不容易達到預定的效果。如果系統風(fēng)管損壞需要檢修時(shí),那么整個(gè)系統的通風(fēng)柜就無(wú)法使用。所以,原來(lái)采用集中式系統的實(shí)驗室,先后都改為用分散式系統。
分散式是把一個(gè)通風(fēng)柜或同房間的幾個(gè)通風(fēng)柜組成一個(gè)排風(fēng)系統。他的特點(diǎn)是:可根據通風(fēng)柜的工作需要來(lái)啟閉通風(fēng)機,相互不受干擾,容易達到預定的效果,而且比集中式節省能源,因為集中式系統,只要一個(gè)通風(fēng)柜在使用,就得開(kāi)動(dòng)大通風(fēng)機。分散式由于系統小,排風(fēng)量也小,阻力也小,所以通風(fēng)機的風(fēng)量、風(fēng)壓都不大,躁聲與振動(dòng)相應也較小。分散式還有一個(gè)特點(diǎn),是對排出不同性質(zhì)的有害氣體易于處理。缺點(diǎn)是通風(fēng)機的數量多、系統多,如果通風(fēng)機集中于通風(fēng)機房?jì),那么投資就會(huì )增大,如果通風(fēng)機分散布置,而且就地安裝,雖然通風(fēng)機的投資增加,但風(fēng)管的投資可節省,最后總投資不一定增大。建議使用分散式。
在劃分系統時(shí),同一個(gè)房間內如有兩個(gè)以上的通風(fēng)柜,應劃為一個(gè)系統,避免一個(gè)通風(fēng)柜在使用,其他的通風(fēng)柜產(chǎn)生倒流,使室內受到污染。同樣,一個(gè)房間內除了一個(gè)排風(fēng)系統外,不宜再裝置其他排風(fēng)設備。
排風(fēng)系統的通風(fēng)機,一般都裝在屋頂上,或頂層的通風(fēng)機房?jì),這樣可不占用使用面積,而且使室內的排風(fēng)管道處于負壓狀態(tài),以免有害物質(zhì)由于管道的腐蝕或損壞,以及由于管道不嚴密而滲入室內,此外,通風(fēng)機安裝在屋頂上或頂層的通風(fēng)機房?jì),檢修方便,易于消聲或減振。
排風(fēng)系統有害物質(zhì)排放高度應按現行的《工業(yè)企業(yè)設計衛生標準》和《工業(yè)三廢排放標準》執行。在一般情況下,如果附近五十米以?xún)葲](méi)有較高建筑物時(shí),排放高度應超過(guò)建筑物最高處兩米以上。 通風(fēng)柜的風(fēng)速和風(fēng)機的選用 對一般通風(fēng)柜可通過(guò)關(guān)閉柜門(mén)窗口大小或調整臺面屏蔽物的位置來(lái)減少開(kāi)啟表面積,以達到較高的抽氣速度。建議對一般無(wú)毒的有害物通風(fēng)柜操作口處設計風(fēng)速采用0.25~0.38M/S,對有毒及有危害物質(zhì)采用0.4~0.5M/S,對極毒物及有少量放射性有害物質(zhì)采用0.5~0.6M/S。
通風(fēng)機的選用 風(fēng)量的計算按下列公式計算: L=FV 式中L——排風(fēng)量,M3/S: F——通風(fēng)柜操作口面積按全部打開(kāi)計算 V——操作口風(fēng)速M/S 風(fēng)壓的確定 先計算系統阻力,再乘以1.1左右的余量,以克服使用過(guò)程中產(chǎn)生的不利因素。 選型 根據通風(fēng)量風(fēng)壓確定通風(fēng)機的型號,再根據排出氣體的性質(zhì),分別選用塑料通風(fēng)機、普通通風(fēng)機及防爆風(fēng)機,并且應盡量考慮躁聲低、震動(dòng)小等因素。 排氣罩 在實(shí)驗室內,由于實(shí)驗設備裝置較大,或者實(shí)驗操作上的要求,無(wú)法在通風(fēng)柜中進(jìn)行,但又要排走實(shí)驗過(guò)程中散發(fā)的有害物質(zhì)時(shí)可采用排風(fēng)罩,有圍擋式排風(fēng)罩、側吸罩、傘形罩三種。 排氣罩的布置合理與否,直接影響著(zhù)排氣效果。根據排氣罩氣流速度的衰減特性和有害物的散發(fā)情況,排氣罩的布置應注意一下幾點(diǎn)。
1、盡量靠近有害物散發(fā)源 2、對于有害物的不同散發(fā)情況采用不同的排氣罩 如對攝譜儀,一般采用有圍擋的排氣罩;對于實(shí)驗臺面排風(fēng)或槽口排風(fēng),可采用側吸罩;對于加熱槽,宜采用傘形罩 3、排氣罩要便于實(shí)驗操作和設備維修檢修 全室通風(fēng) 全室通風(fēng)有自然通風(fēng)和機械通風(fēng)。常用于室內不設通風(fēng)柜而且又需排出有害物質(zhì)的房間。 自然通風(fēng) 利用室內外的溫度差,即室內外空氣的密度差而產(chǎn)生的熱壓,把室內的有害氣體排出室外,對于依靠窗口讓空氣任意流動(dòng)時(shí),稱(chēng)做無(wú)組織自然通風(fēng);對于依靠一定的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)豎井,讓空氣按所要求的方向流動(dòng)時(shí),稱(chēng)做有組織自然通風(fēng)。
有組織自然通風(fēng)常見(jiàn)的做法是:在外墻下部或門(mén)的下部裝百葉風(fēng)口,在房間內側設置豎井,它只適用于有害物質(zhì)濃度低的房間,適用于室內溫度高與室外空氣溫度的場(chǎng)合。
機械通風(fēng)
自然通風(fēng)滿(mǎn)足不了室內換氣要求時(shí),應采用機械通風(fēng),尤其是危險品庫、藥品庫等,盡管有了自然通風(fēng),為了考慮事故通風(fēng),也必須采用機械通風(fēng)。過(guò)去常用的做法是,在外墻上安裝軸流風(fēng)機,但效果較差,盡量避免在有窗的外墻上安裝軸流風(fēng)機,避免躁聲。對于散發(fā)有腐蝕氣體的房間如酸庫等,不宜使用軸流通風(fēng)機;對于散發(fā)易爆氣體的房間,必須采用防爆通風(fēng)機。 在潔凈室內,為了排出工藝過(guò)程中散發(fā)出的有害物質(zhì),經(jīng)常采用通風(fēng)柜、排氣罩等局部排風(fēng)裝置。在設計局部排風(fēng)時(shí),應當注意以下幾個(gè)問(wèn)題。 1、選用性能好的排風(fēng)裝置,以便再滿(mǎn)足衛生和安全的要求情況下使排風(fēng)量最少。 排風(fēng)系統應以風(fēng)散為主,盡可能使每個(gè)潔凈室單獨設置排風(fēng)系統效果較好,使用方便,而且不會(huì )相互干擾,由于通風(fēng)機小,躁聲也低。、 2、為了防止室外空氣通過(guò)排風(fēng)系統侵入潔凈室內造成污染,在排風(fēng)系統上應設置止回閥或中效過(guò)濾器,或廢氣凈化設備。 3、減少對室內的污染,排風(fēng)裝置應布置在潔凈工作區氣流的下風(fēng)側。 4、如果排風(fēng)系統的躁聲值超過(guò)室內允許躁聲值時(shí),應在排風(fēng)機吸入端的管道上裝置消聲器。 風(fēng)機
風(fēng)機一般為離心式風(fēng)機和軸流式風(fēng)機兩種,分析實(shí)驗室主要用于實(shí)驗室通風(fēng)柜排氣罩以及其他方面的通風(fēng)和換氣。
(1)離心式風(fēng)機
離心式風(fēng)機型號繁多,在分析實(shí)驗室常用此類(lèi)風(fēng)機,風(fēng)機又分為Hq≤0.98Kpa,中壓0.98KPa≤Hq≤2.94Kpa,高壓Hq>2.94 Kpa,在選用風(fēng)機時(shí),應關(guān)注其性能和特點(diǎn),要求具有以下特點(diǎn): 1、風(fēng)量大效率高; 2、運轉平穩,躁聲低; 3、結構完整,便于維護; 4、拆裝方便。
實(shí)驗室常用于腐蝕氣體和毒氣的通風(fēng)排放,因此選擇風(fēng)機時(shí)應考慮風(fēng)機的材質(zhì)。塑料風(fēng)機和玻璃鋼風(fēng)機是現代實(shí)驗室常用的風(fēng)機機型。玻璃鋼風(fēng)機具有耐腐蝕、耐高溫、防日曬雨淋等特點(diǎn)。 (2)軸流式風(fēng)機
軸流式風(fēng)機也有低壓Hq<490Pa、高壓Hq≥490 Pa,該風(fēng)機的特點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單緊湊,躁聲較小,在規定轉速下,風(fēng)量風(fēng)壓穩定,運轉平穩,使用安全可靠,易于安裝,該型風(fēng)機由風(fēng)輪、風(fēng)殼、集風(fēng)器三部分組成,風(fēng)機為直接傳動(dòng)。葉輪由葉片、輪盤(pán)和彀組成;機殼由風(fēng)筒、底座及支板組成,輪彀直接裝在電動(dòng)機軸上。
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