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    实验室气路系统-如何设计化学试验室通风系统

    发布时间:2014.06.14 新闻来源:实验室通风系统-安徽国瑞实验设备有限公司 浏览次数:

    一、序 化学试验室在科研、教学、地质、农林、化工、矿冶等部门有着广泛的用途。就其工作宗旨来讲可分为三类:教学试验室、研究试验室及工业试验室。除了综合试验室外,就其试验内容来讲了分为无机试验室、有机实验室、物理化学试验室、生物化学试验室等。各类试验室较之生产车间相比有如下特点: (1)试验性:试验室多为多层建筑,承担一定的生产和研究试验任务,但试验过程不象生产车间那样量大而连续。 实验室通风系统

    (2)独立性:各试验室均属于独立性质的专业,彼此的联系不密切,各种试验均为单独间歇进行往往又不同时工作。 (3)繁杂性:不仅试验种类多,还由于产品的多变和新工艺的研究导致试验品种多变以及试验室和设备经常调整和改变。 (4)产生有害物的多样性及间歇性: 由于试验种类多,故产生的有害物是多种多样的,如有极强腐蚀性的三酸(盐、硫、硝酸)、有机溶剂、***蒸汽、臭氧、金属粉尘、油烟、热……等。 由于其上的各种特性,故在设计试验室通风系统时,应仔细研究工艺,作好设计。 二、有害气体在实验室对环境及人员的危险 日本环境心理学家相马一郎和佐古顺彦指出“在现在随着化学工业的发展,除了自然的气体以外,很多特殊的气味也可以任意制造出来……,事实上随着多种气味的产生,也出了许多令人不舒适的气味。在多种情况下令人舒适的气味是少量的,而令人不舒适的气味涉及范围之广,人类已经屡屡体验到了。难嗅的气味会给人带来感情上的不舒适感,它对(人的)******产生生理影响时,也十分强烈地影响到感情。现在人们常说到地公害多指恶臭与难嗅的气味有关的公害。” 有害气体对于人的危害是***直接的。它在空气中常以气态或气溶胶的形态存在。它对人员侵害大致有三个途径:呼吸道、皮肤和消化道。在通常情况下,***多的是经由呼吸道进入,其次是皮肤吸收,由消化道消化吸收的***少。人在呼吸到有强烈作用的有害气体时,会感到极大的不适,甚至窒息。有害气体对人体产生生理作用时,常会刺激人的神经中枢,人由于生理的作用会不自觉加强呼吸动作,使危害进一步加深,这个过程可以是很短和很长的。在化学试验室里通常后一种情况居多,这是由于化学试验的繁杂性和产生有害物的多样性及间歇性所决定的。据调查,常在化学试验室内的工作人员有60%主诉嗅觉不敏感,有45%主诉呼吸道有红肿、烧灼、不畅等病症。由于化学试验室内工作人员防所较好且有害气体繁杂,故由皮肤和消化道侵害人体的不多见。为了控制在化学试验中产生的有害气体对人体的危害,多年来人们采取了许多有力的措施,稀释和排除有害气体,使其危险性降到***低,从而保障人们的身体健康。 三、试验室通风系统形式选择 在试验室中设置通风系统的目的是为了***直接地控制有害气体,在它未完全扩散之前将它排除出去。***有效的途径是在有害气体产生点直接把它们控制并捕集起为,排至室外,这种系统在设计中应首先采用。通风柜排风系统是这种系统的典型。在设计通风柜排风系统时应充分考虑到工艺特点、工艺流程、产生有害气体的过程适宜地选用不同类型的通风柜,使排风效率***好。首先要保证操作器速度场的均匀,影响该均匀的原因主要有两点: (1)不符合工艺特点的通风柜排气口位置,如热试验过程中采用下部排气口,而冷试验过程采用上部排气口; (2)不适当的通风柜布置位置,如通风柜布置经常开启的门与窗口附近。 在第(1)种情况下,由于化学试验室的试验过程常是不定的,所以宜选用上下同时吸气的通风柜。在第(2)种情况时应与土建工种密切配合,以满足通风的需要。 通风柜操作口入口风速也是设置通风柜排风系统的重要参数,它与工艺过程及类型有着密切的联系,所以在设计之前应摸清工艺类型;采用适当的入口风速。如采用风速过低则有可能不能完全排除有害气体,过高则会加大能耗,影响柜内工艺操作,如影响电炉的正常加热,溶剂蒸发快等。此种应因此地置宜地划分系统。一般每个系统所带的通风柜不宜超过四个,且要注意不要把强酸、强氧化剂、易燃易爆系统混同到一个系统里。在仅设置通风柜不能满足使用要求的试验室,如教学试验室,因为其教学要求有许多操作点,因而无法集中试验,***好设置伞型排风罩,以满足教学的需要。在设计伞型罩排风系统时,应在以下几个方面注意: (1)工作地区横向风速。这是伞形罩排风系统成功与否的重要因素,这是由于横向气流会将有害气体流柱吹偏伞形罩中心轴线,使其达不到捕集有害气体的目地。并且横向气流可使有害气流柱变型,使其在未到达伞形罩口时就已经被大大地扩散了。应与土建工种配合尽量减少它的作用。 (2)从有害气体产生点到伞形罩口的距离。它是伞形罩排风系统设计成功与否的关键。当接受罩是悬挂高度越大,横向气流作用就越大,有资料表明在设计中应尽量采用H≤1.5√F的低悬罩。 (3)伞形罩罩口面积与有害气体源面积比应在1.0~5.1之间,同时应考虑在罩口设置50~200的法兰边,伞形罩顶角α≤60°,同盱有害气柱横断面为园形,所以伞形罩口形状宜采用园形。排气风扇仅是试验室通风换气的一种补充手段。由于其安装简便,设置少而在试验中有着较多的应用。 四、试验室通风系统设计中的几个特殊问题 1、含***废气 ***常用地分析分学试验室内。“它在常温下即能蒸发,并随着温度的增加,蒸发越快。***蒸气比空气重约6倍,故其蒸气多沉积在车间下方。***蒸气附着力很强,很容易附着在不光滑的墙壁上、地板、天花板、桌椅、工具及衣服上,若洒落在地面或桌面上,可分散成小颗粒,而增大其表面积,加快了蒸发的速度。”由于其比空气重,常处于空间的下部,这种情况有点类似流体动力学中的“异重流”现象,采用通常的通风系统很难将其排出,因而在有***作业的试验室内,应在贴近地面的墙上设置单独的排气系统,以排除含***废气。 2、易燃易爆气体处理 在有机试验室及其它一些特殊工业实验室常采用大量的苯、甲苯、乙醇、三氯乙烷等有机溶剂,这些溶剂大多数在试验过程中被蒸发掉,这就形成了大量的易燃易爆气体。在这类试验室设计通风系统时,应严格遵守有关规范,进行单独处理,选用防爆设置,决不能与其它类型的排风系统混合。 3、通风系统冬季排风补热 各种通风系统在冬季排风时均要排出一定量的室内热空气。如不采取有组织的热量补充,则室内的空气温度就会下降,如何防止这种现象的发生呢?大约有以下几个途径: (1)尽量采用补风型通风柜。据有关资料介绍,它可减少大约70%排风热损耗。 (2)调整工艺操作时间。在冬季尽可能把试验工作安排在白天气温较高时进行。 (3)按一定比例对室外进入室内的冷空进行加热,以补充排风热损耗。 据有关资料介绍“在冬季室外计算温度-10℃以下的地区可按照各层总排风量的30~40%耗热量,在底层门厅和其它各层走廊两端安装室外进气的暖气机进行补热补风,补偿的热量和风量由试验室门或墙上设置的百叶窗进入室内。” 4、防火要求:在现代化学试验室有不少是设置在高层综合楼内,在处理这些建筑物里的通风系统时,应严格按照防火规范的要求,在穿过防火墙(板)的两侧均应设防火阀,在风机房内应设防火报警装置。 5、多个通风柜并联使用时的控制:许多实验室的通风系统是将几个(一般不超过4个)并联在一个系统一起使用的,它们有可能不是布置在同一试验室内,因而对同一系统但不在同一试验室通风柜应作如下的电气控制方式;同一系统的任一通风柜使用时,该系统的风就应启动,当该系统所有的通风柜停止使用时,风机才能停止运行。 五、其它 以上是近几年来在省科委综合楼、省林业勘察设计院综合楼、省地质局中心实验室通风系统改造、省草原生态科研楼、兰州市石油中专教学实验楼、敦煌环保局监测楼等工程中通风系统设计中得到的一些粗浅认识,如有不当之处,请敬指正。

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