实验室装修中的废气处理方案
发布时间：2021-09-27来源：上海鑫睿实验室系统工程供应商
一、项目概况
1.实验室在日常运作过程中会产生相应的废气，如未经处理直接排放入大气中势必会对周边环境造成污染，且会对人体造成器质性损伤。目前实验室现状及所产生废气来源及种类相当复杂。
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活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部空隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。
2.实验室废气中所包含的无机废气及有机废气。
无机废气主要包括：
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。
有机废气主要包括芳香类：
苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等；
醛酮类：甲醛、乙醛、戊二醛、丁醛、丙酮、环己酮、甲乙酮、苯乙酮等；
酯类：醋酸异丁酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸甲酯、香蕉水等；
醇类：甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇、乙二醇等
二、针对实验室所产生废气种类包含无机废气和有机废气的特点，在处理方案上力求做到如下原则：
1.执行国家相关环境保护政策和有关法规、规范及标准。
2.废气治理工程系统运行稳定可靠。
3.采用技术成熟、工艺先进、易于操作管理的处理工艺，系统操作、管理及维护简便，工程投资省，运行费用底。
4.处理工艺中选用的设备应与该实验室现有设备配套，不影响该实验室现有设备的正常运行，兼顾原有的设施，应地制宜，降低投资成本。
三、工艺流程选择
1.对有机废气采用活性炭吸附法，其吸收效率可高达90%以上。
(1)活性炭吸附原理
活性炭是一种主要由含碳材料制成的外观呈黑色，内部空隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的一类微晶质碳素材料。活性炭材料中有大量肉眼看不见的微孔，1克活性炭材料中微孔，将其展开后表面积可高达800-1500平方米，特殊的更高。也就是说，在一个米粒大小的活性炭颗粒中，微孔的内表面积可能相当于一个客厅面积的大小。正是这些高度发达，如人体毛细血管般的空隙结构，使活性炭拥有了优良的吸附性能。分子之间相互吸附的作用力即“范德华力”。虽然分子运动速度受温度和材质等原因的影响，但它在微环境下始终是不停运动的。由于分子之间拥有相互吸引的作用力，当一个分子被活性炭内孔捕捉进入到活性炭内空隙中后，由于分子之间相互吸引的原因，会导致更多的分子不断被吸引，直到填满活性炭内部空隙为止。
(2)活性炭脱附方法
当活性炭内部空隙被有机废气即被吸附物质填满而达到饱和时，污染物便开始被释放出来，这种现象称为穿透。达到饱和的活性炭吸附床需要进行再生，一般采用加热的气体对吸附床进行脱附，一方面使吸附床再生重新具有活性，一方面是污染物被解脱出来进行回收或分解处理。这种脱附方法称为升温脱附。物质的吸附量是随温度的升高而减小的，将吸附剂的温度升高，可以使已被吸附的组分脱附下来，这种方法也称为变温脱附，整个过程中的温度是周期变化的。
2.对无机废气采用液体吸收法，其吸收效率可达90%以上。液体吸收法是无机气体净化的常用处理工艺，工艺技术相当成熟，且稳定可靠。以液体为吸收剂，通过洗涤收集装置使废气中的有害成分被液体吸收，从而达到净化的目的。该吸收系统属于气膜控制吸收过程，采用液相分散型装置，即喷淋填料塔。其工作时吸收液通过填料塔顶部的喷淋装置被均匀的喷洒在填料层顶部，并沿着填料层自上而下呈膜状流动，而废气则自塔下部进入，穿过填料层从塔顶排出。在此过程中，废气被迫多次改变方向、速度与吸收液不断碰撞、接触，使废气与吸收液在填料层中有充分接触反应时间，令废气中有害成分能够被吸收液充分吸收净化。净化后的气体经塔内除雾后可达标排放。
3.针对本实验室所产生废气的种类，治理方案采用活性炭吸附和组合的方式进行处理。先进行活性炭吸附有机污染物、再进行填料喷淋塔吸收无机污染物。
原因在于：
实验室无机废气中，基本以酸性废气为主，碱性废气一般存在于工业生产中，而PH对于活性炭吸附效率的影响，一般随溶液pH值的增加而降低，pH值高于9.0时，不易吸附，pH值越低时效果越好。故采用先活性炭吸附，再进行填料喷淋组合方式。
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