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實驗（yàn）室廢（fèi）氣解決方案
2021-09-16
實驗室廢氣的形成
目前全國各類（lèi）化學實驗室相當多，主要分布在各類（lèi）學校、科研機構和企業中，分布十分廣泛，有（yǒu）些化學實驗室由
於曆史的原（yuán）因，或處於市中心，或處（chù）於（yú）居民（mín）稠密處，在進行酸處理樣品時不定（dìng）期排放大量有害氣體（tǐ），不僅對大氣造成
汙染，而且（qiě）對周邊的人群、植被造成（chéng）嚴重的危害，並對人群的危害有（yǒu）潛在性。若遇陰雨、低氣壓氣（qì）候，排出的廢（fèi）氣難
以（yǐ）及時擴散，更加劇了局部環境（jìng）的汙染程度，造成了局部嚴重酸雨的形成，構成了嚴重的社會公害。化學實驗（yàn）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（de）方式，也有的實驗室采用分散
式排風（fēng）扇直接排放，基（jī）本上未做廢（fèi）氣處理，有很多實驗室進行廢氣處理後排放。集中直接排放雖在某種程度上局（jú）部改
善了（le）操作人員的工（gōng）作環境，但仍直接對大氣造成了汙染，嚴重地（dì）影響了周邊地區的生態（tài）環境，其損失無法用貨幣來衡
量。
實驗室廢氣特性
1、種類眾多，成分複雜
由於實驗室中會進行各類實驗操（cāo）作，化學試劑藥品（pǐn）種類眾多（duō），成分複雜。根（gēn）據對實驗樓各實驗室的使用藥劑調研統（tǒng）計
顯（xiǎn）示，實驗室中廢氣（qì）主要分為兩類:無機廢氣如氯（lǜ）化氫、渙化氫、硝（xiāo）酸、氯酸、硫酸等和有機廢氣如二（èr）氯甲烷、乙酸
乙酯、甲（jiǎ）苯、丙酮、丙烯酸、乙酸、甲醇（chún）、乙醇等。由於廢氣成分複雜，設（shè）計時（shí）需（xū）考慮廢氣治理工藝的普適性（xìng）。
2、排放不穩定（dìng）
該校實（shí）驗室廢氣主要利用通風櫃和集（jí）氣罩進行收（shōu）集，收集動力來源主要為通風櫃內設置（zhì）的軸流風機和末端設置的離心
風機或斜流風（fēng）機。學生開啟排風（fēng）係統時，實驗室內（nèi）的揮發性（xìng）廢氣開始外排，由（yóu）於各個實驗室的通風（fēng）係統（tǒng）開啟時間不固
定，使用時長不一（yī），導致廢氣排放不穩定，主要呈間歇性排放。
3、風量大（dà）濃度低
實驗室（shì）廢氣均采用敞開式集（jí）氣罩或半敞開式通風櫃進行收集，為將廢氣高效收集，需提高集氣罩罩口風速和通風櫃麵
風速，因而導致（zhì）廢氣收集風量較大，一個實驗室通常（cháng）設置2—8個通風櫃，單個通風（fēng）櫃風量約為2000 m3/h，因而單個
實驗室廢氣風（fēng）量（liàng）約（yuē）為（wéi）4000—16000 m3/h.由於風量較大，單個實驗室使用藥劑量較小，造成廢氣具有風量大濃度低（dī）的
特點。
4、產生點源分散，立體型汙染
實驗樓為多層建（jiàn）築，實驗室分布於各個樓層（céng），故廢氣產生點源較為（wéi）分散，呈立體（tǐ）型汙染（rǎn），對廢氣收集管（guǎn）網的設計造成
一定難度。
實（shí）驗室中對產生少量有毒氣體的實驗應在通風櫥內進行。通過排風設備將少量毒氣排到室外(使排出氣在外麵（miàn）大
量空氣中稀釋)，以免汙染（rǎn）室內空氣。產生（shēng）毒氣量大的實驗必須備有廢氣處理設備。如NO2、SO2、Cl2、H2S、HF等可
用導管通入堿液中使其大部分吸收後排出，CO可點燃轉成（chéng）CO2。在反應、加熱、蒸餾中，不能冷凝的氣體，排入通風
櫥之前，要進行吸收或其他處理（lǐ），以免汙染空氣。常用的廢氣處理方法，吸收劑及處理方法：
氫（qīng）氧（yǎng）化鈉稀溶液：處理鹵素、酸氣(如HCl、SO2、H2S、HCN等等)、甲醛、酰氯等等。
稀酸(H2SO4或（huò）HCl)：處理氨氣、胺類等等。
濃硫酸（suān）：吸收有機物。
活性碳、分子篩等吸附劑：吸收氣體、有（yǒu）機物氣體。
水：吸收水（shuǐ）溶性氣體，如氯（lǜ）化氫、氨氣等。為避免回吸，處理時用防止回吸的儀器。
氫氣、一氧化碳、甲烷氣：如果排出量大，應裝上單向閥門，點火燃燒。但要注意，反應體係空氣排淨（jìng）以（yǐ）後，再點火。z好，事
先用氮氣將空氣趕走（zǒu）再反應。
較重的不溶於水揮發物（wù）：導入水底，使下沉。吸收瓶吸入後再處理。
汞蒸氣及其它廢氣長q吸入汞蒸氣會造成慢性（xìng）中毒，為了（le）減少汞液麵的蒸發，可（kě）在汞液麵上（shàng）覆蓋化學液體;甘油效果z好，
5%Na2S.9H2O溶液次之，水效果z差。
對於濺落的汞（gǒng），應盡量揀拾起來，顆粒直徑大於的汞可以用（yòng）吸氣（qì）球或真空泵（bèng）抽吸的揀汞（gǒng）器揀（jiǎn）起來。揀過汞的地點可以灑上多硫化鈣、
硫黃或漂白粉，或噴灑藥品使汞生成不揮（huī）發的難溶鹽，幹後（hòu）掃除。藥品為：20%三氯化（huà）鐵溶液;(b)1%碘-1.5%碘化鉀（jiǎ）溶液，每（měi）平方米（mǐ）
使用（yòng）300-500ml。
對吸附在牆壁、地板及（jí）設備表麵上的汞可（kě）以用加熱薰碘法除去，按每平方米0.5g碘，加（jiā）熱薰蒸，或按每10m2，用0.02m2蒸發麵
積的碘片，下班前關閉門窗，任其自然升華，次日移去。
以上除汞方（fāng）法中，三氯化鐵及碘（diǎn）蒸氣對金屬有腐蝕（shí）作（zuò）用，采（cǎi）用這兩種方法時要注意對室內精密儀器的保護。
另（lìng）外（wài），也可用紫外燈除汞，紫外輻射激發（fā）產生的臭氧可使分散在物體表麵和縫隙中的汞氧化為不溶性的氧化汞。紫外燈(市售品常為30W,
220V的安裝方法與一般熒光燈相同。高（gāo）度2.5-3.0m每1m30.5-0.8W。可以利用無（wú）人的非工作時間輻照（zhào）。 化驗室的少量廢氣一般可由通風
裝置直接排至室外，排氣（qì）管必須高於附近屋頂3m，毒性大的氣體可參考（kǎo）工業廢氣處理辦法用吸附、吸收、氧化、分解等方法（fǎ）處理後排放。
常用溶劑參數表
主要治理工藝
1.燃燒法
燃燒法包括（kuò）高（gāo）溫（wēn）燃燒和催化燃燒，前者需要附加燃料燃（rán）燒，因此，使用該法時（shí）要考慮回收利用熱能。雖然催化
燃燒（shāo）能（néng）耗低，但在工作初（chū）期，需用電加熱將廢氣加熱到可燃溫度（dù），故對於頻繁開（kāi）停車的場合不合適。考（kǎo）慮到高溫燃
燒法回收（shōu）的熱（rè）量超過生產所需的熱能（néng），故並（bìng）不合適。而直接采用催化（huà）燃燒投資太大。
2.冷凝法
冷凝法主（zhǔ）要利用冷介（jiè）質（zhì）對高溫有機廢（fèi）氣（qì）蒸氣進行處理，可有效回收溶劑。處理效果的好（hǎo）壞與冷媒的溫度有關，
處理效率較其他方（fāng）法相對較低，適用高濃（nóng）度廢氣的處理。
3.吸收法
吸收法是利用氣體混合物中（zhōng）不同成分（fèn）在吸收劑中溶解度的不同，或者（zhě）與（yǔ）吸收劑發生選擇性化學反（fǎn）應，從而將有
害成分從氣流中分離出來的（de）過程。 吸收法包括：有（yǒu）泵水（shuǐ）霧吸收法和無泵水幕式吸收法兩種方法。
(1)有泵水霧吸收法
有泵水霧吸收法應用時間較早，在化工工業中應用較多，其（qí）原理是利用耐酸泵將循環（huán）水池中的液體經管道和末
端霧化噴嘴噴入吸收腔，使吸收腔內充滿大量的水霧顆粒。化學實驗室的有害氣體（tǐ）經風管引入到吸收裝置，經過吸
收腔，大量水（shuǐ）霧顆粒利用其表麵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（jiě）了有害體中的
各種化學物質，又經相互碰撞逐步增加水霧的顆粒體積（jī），經擋風板的阻攔（lán）功能，水霧進一步積累（lèi）成較大的水滴，起
到氣液分離作用，水滴終依（yī）靠自身重力克服吸收腔內風速的作用力而（ér）落入收集盤，並流入循（xún）環水（shuǐ）箱（xiāng），吸收（shōu）裝置原
理。
該方法的特點是水霧吸收裝置較簡（jiǎn）單，各部分的加工尺（chǐ）寸精度要求較低，安裝調試方便（biàn）。但在運行（háng）過程中需耐
酸泵連續工作，而且（qiě）噴霧頭在工作中因各種（zhǒng）因素影響容易出現噴霧狀況改變，影響霧化效果，降低整套裝置對廢氣
的淨化作用，同時由於泵的連續工作，其旋轉（zhuǎn）部件（jiàn）磨損後，易發生液體的泄漏，造成二次汙染。因此要（yào）使該吸（xī）收裝
置始終保（bǎo）持良好（hǎo）的工作狀態（tài），除定期保（bǎo）養外還需要不定期的（de）檢查，隨時更換霧化（huà）不良（liáng）的噴嘴和耐酸泵中磨損的密封
件。因此在（zài）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（mù）式吸收法（fǎ）投（tóu）放於實際應用（yòng）的時間比有泵水（shuǐ）霧吸（xī）收法要晚（wǎn）得多，是近幾年才逐步應（yīng）用於（yú）實際的。該法雖
應用較晚，但非常顯著的優點使這種方法的應用得到了快（kuài）速的發展，其原理（lǐ）是在吸收（shōu）裝置內部垂直劃分為氣液混（hún）合
和氣液（yè）分離兩（liǎng）大區域，廢（fèi）氣經（jīng）管道送人該裝置後，首先經過循環水幕的衝刷和水簾過濾，然後沿泛水板下緣掠過
水箱液麵，進（jìn）人氣水通（tōng）道，水箱中的水在氣流引射作用（yòng）下被霧化而成為水霧，經過氣水通道被提升到集（jí）水板內，集（jí）
水板內（nèi）的水霧經擋水板收集後匯（huì）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（shuǐ）通道內與水霧劇烈
衝擊混合，從而使廢（fèi）氣中的有害（hài）物質被吸收到水中，通（tōng）過擋水板分離（lí）水霧後經出（chū）口排出。
該方法的特（tè）點是吸收裝置內部結構相對複雜（zá），對加（jiā）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（hé）能
耗支出，且占地麵積小，元二次汙染現象、無噪聲。
在運行中水、氣（qì）的相互接觸比較充分，因此廢氣中有（yǒu）害物質的吸收效率較高，是一種值得進一一（yī）步探討和推廣應用
的方法。
4.吸附法
吸附（fù）淨化（huà）是指氣體混合（hé）物與適當的多子L性固體接觸時，利用固體表麵（miàn）存在的未平衡的分子引力或者（zhě）化學（xué）鍵（jiàn）力，
把混合物中某一成分或某些成分吸留在（zài）固體表麵上的過程。具有吸（xī）附作用的固體稱為吸附劑，被吸附的物質（zhì）稱為吸
附質。該方法（fǎ）的優點是能回收有用成分（fèn），設備簡單，操作方便，易於實現自動控製。但是因吸（xī）附劑的物化性能不同，
具有較強的針對性，所（suǒ）以處理含不同（tóng）有害物質的廢氣必須（xū）配（pèi）置不同理化性能（néng）的吸附（fù）劑，才能起到良好的氣體淨化（huà）作
用;由於廢氣在通過吸附劑時的時間較短，這就（jiù）要求吸附劑具有非常（cháng）強的吸（xī）附能力。而且對（duì）廢氣中有害物質的含（hán）量有
一定的要求，廢氣中有害物質的含量過高，廢氣淨化的效果就會不理（lǐ）想；在廢氣通過吸（xī）附介質時，由於氣流受固體（tǐ）
介質的阻擋作用，必須增（zēng） 加風機的功率才能保證通風係統的正常風速。吸附容量一-般不高（gāo） (約40%)， 吸附劑需要
定期更換或作再生處理才能（néng）保證吸（xī）收裝（zhuāng）置的正常運行。所以該方法在實際應用中需要投入- -定的費用和人力，更換（huàn）
下來的吸附劑或對吸附劑（jì）作再生處理時均易造成二（èr）次汙染。此種方法一-般用於廢氣中有害（hài）物質的種類相對穩定（dìng）且含
量較低的廢氣處理，這樣便於采用一種有針對性的吸附劑（jì）。
實驗室（shì）廢氣處理中常用的幹式吸附法原理是讓有害氣體經過（guò）幹式吸附介質，使氣體在通過吸（xī）附介質時（shí）有害物（wù）質
被吸附到介質體內部（bù），使淨化（huà）氣（qì）體與有害物質分離，達（dá）到氣體淨化的目的。
該方法的吸收裝置結構較簡單，但吸附介質因其（qí）物化性能不同，具有較強（qiáng）的針對性，因此含不同有害物質的廢氣處
理必須配置不同（tóng）理化性能的（de）吸附介質，才能起到良好的氣體淨化作用，所以吸附介質的選擇十分關（guān）鍵。由於廢氣在
經過吸附介質時的時間較短，這就要求（qiú）吸附介質具有非常強的吸附能力。而（ér）且對廢氣中有害物（wù）質的含量（liàng）有一定的要
求，廢氣中有害物（wù）質的含量過高，廢氣淨化的效（xiào）果不理想。在（zài）廢氣經過吸附介質時，由於氣流受固（gù）體介質的阻擋作
用，必須增加風機的功率（lǜ）才能保（bǎo）證通風係統的（de）正常風速。需要（yào）強（qiáng）調--點的是任何吸附（fù）介（jiè）質的吸附能力都是有限度的。
吸附介質需要（yào）定期更換或作再（zài）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用中需要投入一定的費用
和人力，更（gèng）換下來的吸附介質或對吸附介質做再生處理時均易造成二次汙染。此種（zhǒng）方法一般用於廢氣中（zhōng）有害物質（zhì）的
種類相對穩定且含量較（jiào）低的廢（fèi）氣處理，便於采用一種有針對（duì）性的吸附介質。
河北某藥廠實（shí）驗（yàn）室 廣東某實驗廢氣
治理工藝：洗滌（dí）+ 治理工藝：酸洗+水洗+活性炭
河北某（mǒu）大學實（shí）驗室 河北某化工實驗室
治理工藝：洗滌+UV 治理工藝：酸（suān）洗+堿洗+水洗（xǐ）+活性炭
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