高校實(shí)驗(yàn)室廢氣處理工程研究

【摘要】本文研究的重點(diǎn)內(nèi)容是高校實(shí)驗(yàn)室廢氣處理工程的設(shè)計(jì)，文中內(nèi)容結(jié)合本公司的實(shí)際案例以及優(yōu)秀產(chǎn)品進(jìn)行闡述，對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢氣處理工作的難點(diǎn)展開(kāi)突破，希望為實(shí)驗(yàn)室廢氣處理相關(guān)工作提供幫助。

【關(guān)鍵詞】高校;實(shí)驗(yàn)室;廢氣處理

許多高校的實(shí)驗(yàn)室廢氣直接排放，對(duì)環(huán)境危害較大，實(shí)驗(yàn)室廢氣的成分復(fù)雜，且種類較多。我國(guó)最新的《環(huán)境保護(hù)法》規(guī)定，有毒有害的實(shí)驗(yàn)室廢氣必須收集處理達(dá)標(biāo)后方可排放，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢氣處理相關(guān)的研究需要提上日程。

1、高校實(shí)驗(yàn)室廢氣特征

1.1種類及成分復(fù)雜

高校實(shí)驗(yàn)室會(huì)經(jīng)常進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，藥劑種類較多且成分復(fù)雜，主要分為兩類。一類是無(wú)機(jī)污染物，氯化氫、溴化氫、硝酸等，另一類是有機(jī)污染物，二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮等。由此可見(jiàn)高校實(shí)驗(yàn)室廢氣成分復(fù)雜，處理工作進(jìn)行困難。

1.2排放不穩(wěn)定

高校實(shí)驗(yàn)室使用的廢氣處理設(shè)備通常有固定式通風(fēng)柜和可移動(dòng)的集氣罩配合使用，在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)啟排風(fēng)系統(tǒng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的廢氣才會(huì)排放，因此大部分高校實(shí)驗(yàn)室廢氣排放時(shí)間成間歇性，時(shí)長(zhǎng)無(wú)法固定。

1.3量大且濃度低

國(guó)內(nèi)高校實(shí)驗(yàn)室的廢氣普遍使用敞開(kāi)式集氣罩收集，為提高收集效率，需要注意將集氣罩口風(fēng)速提高，此外高校實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)計(jì)量不高，因此具有量大但濃度較低的特點(diǎn)。

2、高校實(shí)驗(yàn)室廢氣處理工程特點(diǎn)

高校實(shí)驗(yàn)室的用途是師生科研，因此對(duì)廢氣處理工作的質(zhì)量和效果要求更高，不僅應(yīng)保障廢氣排放達(dá)到國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，還要去除室內(nèi)異味，削弱對(duì)實(shí)驗(yàn)室正常使用的影響。高校同時(shí)實(shí)驗(yàn)室為廢氣處理設(shè)備的預(yù)留空間十分有限，因此處理工程需要面對(duì)較大挑戰(zhàn)[1]。

3、高校實(shí)驗(yàn)室廢氣處理工程設(shè)計(jì)

3.1集氣風(fēng)量設(shè)計(jì)

針對(duì)高校實(shí)驗(yàn)室廢氣排放的特點(diǎn)，廢氣收集風(fēng)量可以從兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，一方面是通風(fēng)柜氣量設(shè)計(jì)，以某藥學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室廢氣處理工程為例，該工程根據(jù)面風(fēng)速對(duì)排風(fēng)量大小進(jìn)行了設(shè)定，其中面風(fēng)速取值一般在0.3-0.5m/s之間，該實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)時(shí)通過(guò)公式Q=S×V×h×μ=L×H×V×3600×μ計(jì)算得知單臺(tái)通風(fēng)柜量取值為2000m3/h，此公式中各項(xiàng)內(nèi)容如下：Q=排風(fēng)量，單位設(shè)計(jì)為m3/h;S=操作窗面積，單位為m2;V=面風(fēng)速度，單位m/s;h=通風(fēng)柜長(zhǎng)，以m為單位;H=操作窗高度，單位為m;μ=安全系數(shù)。該校實(shí)驗(yàn)室通風(fēng)柜規(guī)格全部為1800×850×2350，經(jīng)測(cè)量得知實(shí)驗(yàn)室面風(fēng)速為0.35m/s，操作窗高度統(tǒng)一為0.8m。最終確定安全系數(shù)去1.1，由以上數(shù)據(jù)代入公式后獲得了最終通風(fēng)柜風(fēng)量。

另一方面是廢氣集氣罩氣量設(shè)計(jì)，該數(shù)據(jù)需要通過(guò)集氣罩口的風(fēng)速確定，我國(guó)高校實(shí)驗(yàn)室集氣罩口風(fēng)速取值一般是1-2m/s，此數(shù)據(jù)同樣需要利用固定公式計(jì)算，即Q=π×R2×V×3600×μ。該校實(shí)驗(yàn)室的集氣罩規(guī)格均為φ300，經(jīng)測(cè)量該校實(shí)驗(yàn)室集氣罩口風(fēng)速為1.8m/s，取安全系數(shù)為1.1的值代入公式，式中Q=排風(fēng)量;R=罩口半徑;V=罩口風(fēng)速;μ=安全系數(shù)，經(jīng)計(jì)算可得出結(jié)果，該實(shí)驗(yàn)室的集氣罩風(fēng)量為500m2/s。

3.2廢氣處理工藝

高校實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的廢氣污染物有兩類，一類是有機(jī)廢氣，另一類的無(wú)機(jī)廢氣，目前廣泛使用的處理方式為回收和銷毀。主要處理技術(shù)如下，第一是吸收法，指使用化學(xué)中和的原理對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢氣中的水溶性、酸堿性廢物進(jìn)行吸附處理。第二是吸附法，指使用吸附能力較強(qiáng)的吸附劑對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢氣中的污染物進(jìn)行吸收處理。第三是生物法，指將廢氣溶解到水中在使用微生物進(jìn)行處理。第四是光催化，在紫外線照射的作用對(duì)廢氣進(jìn)行光合作用，達(dá)到降解污染物的效果。第五是等離子，即使用對(duì)廢氣增加電壓的方法處理廢氣。此外還有冷凝法、燃燒法等常見(jiàn)廢氣處理技術(shù)。

實(shí)驗(yàn)室廢氣中含有的污染物成分較多，主要是氯化氫、溴化氫等，同時(shí)還有甲醇、乙醇等揮發(fā)性污染物，因此在設(shè)計(jì)廢氣處理工藝時(shí)應(yīng)綜合考慮兩種類型的污染成分，由于無(wú)機(jī)物的處理過(guò)程較為簡(jiǎn)單，因此處理方法以水吸收法為主，而揮發(fā)性有機(jī)物的性質(zhì)差異性較大，處理方式也比較多樣化。依舊以某藥學(xué)院為例，該學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室中廢氣成分主要為揮發(fā)性有機(jī)物，在設(shè)計(jì)處理技術(shù)時(shí)使用的是將冷凝法、吸收法、燃燒法等幾種處理方式相結(jié)合的處理方法，以促使該實(shí)驗(yàn)室的廢氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.3廢氣處理設(shè)備

以某藥學(xué)院為例，該學(xué)校實(shí)驗(yàn)室原有的廢氣處理裝置占地面積較大，為提高實(shí)驗(yàn)室空間利用率，在飛處理設(shè)備選擇是將其原有的處理設(shè)備換成了一體化廢氣處理裝置。同時(shí)新的廢氣處理設(shè)備中的填料選擇按照該校實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的廢氣類型設(shè)計(jì)，使用了SDG-2吸附劑，有效使該實(shí)驗(yàn)室廢氣吸收效果得到了提升。且該實(shí)驗(yàn)室廢氣中酸性成分較多，因此吸附劑選擇上使用的是吸收效果較強(qiáng)的氫氧化鈉堿液。而對(duì)于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的有機(jī)廢氣選擇的吸附劑材料為活性炭顆粒、硅膠等，不僅方便在廢氣吸附裝置內(nèi)填裝更換，阻力也比一般的填裝材料更低。

3.4廢氣處理系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)室廢氣處理系統(tǒng)需要注意兩方面的設(shè)計(jì)內(nèi)容，一方面是自動(dòng)添加堿液，實(shí)驗(yàn)室廢氣處理工作需要專人負(fù)責(zé)添加堿液，為減少人工投入可以設(shè)計(jì)自動(dòng)添加程序，當(dāng)設(shè)備中循環(huán)箱的PH值低于設(shè)定數(shù)值自動(dòng)添加系統(tǒng)就會(huì)開(kāi)始工作直到PH值達(dá)到設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)。另一方面是風(fēng)機(jī)和水泵的控制，實(shí)驗(yàn)室廢氣處理設(shè)備可以在實(shí)驗(yàn)室設(shè)立遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)，將風(fēng)機(jī)與水泵使用一個(gè)開(kāi)關(guān)聯(lián)合控制，同時(shí)使用管道靜壓調(diào)整風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3.5預(yù)防二次污染

一體化廢氣處理裝置使用時(shí)會(huì)定期產(chǎn)生廢液，為防止二次污染，高校實(shí)驗(yàn)室應(yīng)將廢液交由第三方作危險(xiǎn)品處置，此外實(shí)驗(yàn)室廢氣處理設(shè)備在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音，因此高校實(shí)驗(yàn)室的處理設(shè)備上應(yīng)安裝消音器，或?qū)L(fēng)機(jī)放置在隔音箱內(nèi)，避免在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生過(guò)大噪音污染[2]。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，高校實(shí)驗(yàn)室廢氣收集處理均有一定難度，本文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)室廢氣處理工程不僅突破了高校的實(shí)驗(yàn)室廢氣處理困難，還有效避免了二次污染的現(xiàn)象產(chǎn)生，對(duì)常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)室廢氣處理效率達(dá)到了國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王曉.煤礦用廢氣處理箱的數(shù)值仿真及試驗(yàn)[J].煤炭學(xué)報(bào)：1-10.2019.0599.

[2]祝佳女，陳煜泉，蔡少卿，等.化工企業(yè)實(shí)驗(yàn)室有機(jī)廢氣光催化凈化工程實(shí)例[J].廣東化工，2019，46（05）：184-185+178.

作者簡(jiǎn)介：

王鵬飛，1984.05.13，男，漢，湖北荊門，本科，工程師，研究方向：建筑工程管理。