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实验室废气处理
实验室废气处理

实验室废气处理
  • 实验室废气处理

  • 实验室在检验、鉴定、测试的过程中,由于实验的需要会产生各种废气,废气成分相对复杂,包括芳香族类:苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等;酮类:丙酮、环已酮、甲乙酮等;酯类:醋酸乙酯、醋酸丁酯、异酸甲酯、香蕉水等;醇类:甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇等有机废气。
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  实验室在检验、鉴定、测试的过程中,由于实验的需要会产生各种废气,废气成分相对复杂,包括芳香族类:苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等;酮类:丙酮、环已酮、甲乙酮等;酯类:醋酸乙酯、醋酸丁酯、异酸甲酯、香蕉水等;醇类:甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇等有机废气。也包括氮氧化物、硫酸雾、氯化氢、氟化氢、硫化氢、二氧化硫等无机废气;同时也有高温的燃烧废气、粉尘等。在实验过程中产生的废气往往成分具有复杂性、多样性,针对该特点,对人体健康的损害程度也各不相同,为了能更好的解决有机溶剂和有机废气给人类带来的影响。
 
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  一、喷淋洗涤塔结构与工作原理
  喷淋洗涤塔主要由主筒体、上部喷淋盘、中部填料、下部喷淋盘、清理孔、视镜孔等组成,其工作原理是:在引风机的负压作用下,废气气流被吸入进风管道并送入塔体。塔的主体是一个圆形筒体,洗涤液(氢氧化钠溶液)从洗涤塔上部喷淋盘射入筒内,使整个筒体的填料与水混合形成雾状洗涤液水膜从上而下流动(填料在气流的作用下不停翻滚,使废气与洗涤液充分混合)。在负压的作用下废气在筒体内旋转上升,并始终与筒体内的洗涤液水膜发生摩擦,这样酸性气体被洗涤液水膜充分湿润、中和。在筒体底部设有清理孔便于进行筒体底部清理,而洗涤液则通过储液箱(水箱)在水泵的作用下不断循环,从而达到消除废气的效果
 
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  二、活性炭的吸附
  活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。
  1、物理吸附
  主要发生在活性炭去除液相和气相中杂质的过程中。活性炭的多孔结构提供了大量的表面积,从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。就象磁力一样,所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力,从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。
  必须指出的是,这些被吸附的杂质的分子直径必须是要小于活性炭的孔径,这样才可可能保证杂质被吸收到孔径中。这也就是为什么我们通过不断地改变原材料和活化条件来创造具有不同的孔径结构的活性炭,从而适用于各种杂质吸收的应用。
  2、化学吸附
  除了物理吸附之外,化学反应也经常发生在活性炭的表面。
  活性炭不仅含碳,而且在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢,例如羧基、羟基、酚类、内脂类、醌类、醚类等。这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附物质结合聚集到活性炭的表面。  
 
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  活性炭的吸附正是上述二种吸附综合作用的结果。
  当活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等时,即单位时间内活性炭吸附的数量等于解吸的数量时,此时被吸附物质在溶液中的浓度和在活性炭表面的浓度均不再变化,而达到了平衡,则此时的动平衡称为活性炭吸附平衡,此时被吸附物质在溶液中的浓度称为平衡浓度。
 
  实验室废气
  我们一直都十分关注对大规模工业生产的废气处理,却往往忽路实验室废气处理。后者虽然排放量一般较小,但长期积累,其总和也是极为惊人的。而且,区别于标准化的工业流程,实验室废气中所含污染物的种类和浓度往往更加多样和难测,更有可能产生一些具有特殊毒性的化学物质,有极为严重的潜在危险存在。因此,必须对实验室产生的废气加以处理,以达到排放标准,实验室产生的废气多种多样,一般来说可分为有机废气和酸碱性废气,某些情况会有粉尘产生。一般来说,其来源主要为试验中使用的有机溶剂或酸碱溶液,还有挥发性的反应产物等等。实验室常用的有机溶剂有许多种,比如有芳香烃类:如苯、甲苯及二甲苯等;脂肪烃类:如戊烷及己烷等;脂环烃类:如环己烷等;卤化烃类:如氯苯及二氯甲烷等;醇类:如甲醇、乙酶及异丙醇等;醚类:如乙醚等;酯类;如醋酸甲酯及醋酸乙酯等;酮类:如丙酮等;其它:如乙睛、吡啶及苯酚等。其中最常见且大量使用的有乙腈,二甲苯,乙醇,丙酮等等。这些物质有些可溶解于水中,更多的则不能溶于水中,而且溶于水中后,有些物质会产生一定的腐蚀性,或是和其他溶于水中的物质产生化学反应等。这些物质,其毒性有强有弱,对人体不同系统产生危害,必须在排放到大气前进行处理。针对这类含有机废气的实验室废气处理,多采用活性炭吸附法。
  现有的实验室,很多没有配置相应的废气处理设备,或是配置设备但设计不当达不到效果,以最常见的封闭或半封闭式的实验室通风柜为例,这种将废气直接抽走排到室外,没有进行处理或是处理不当,必然会对环境产生污染。
  由于实验室安置的地点可能不像一般工厂那样远离人群,且设置的排气点可能较低,没有烟囱等高排系统,又没有综合考虑风力等导致废气扩散方向和浓度发生变化的因素,致使人员密集点的废气浓度依然较高,达不到排放要求。
  为了进一步加强对实验室的管理,研究实验室废气综合治理的方法与处理效果好、技术先进、投资较少的设备势在必行。
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