在化学实验过程中,经常会产生各种有臭,腐蚀性,有毒或易燃易爆气体。 如果不及时将这些有害气体排到室外,将导致室内空气污染,影响实验室人员的健康和安全,影响仪器设备的精度和使用寿命。 因此,实验室必须有良好的通风条件。 实验室废气排除是化学实验室设计中必不可少的部分。 在设计过程中,应充分净化实验室内部和外部的空气质量,以确保实验室工作人员享有健康的工作环境。
根据实验楼的实验过程,首先设计了一个理想的实验室平面布置图。 通过将平面布局与整个实验楼的给排水,供电和供气相结合来进行相应的设计,并充分考虑管道中的空气循环对室内噪声的影响,以确定最佳的管道 ; 然后根据现场施工要求,结合管道特点,选择配套风机。
我们在设计时还要充分考虑降噪要求,采用先进的变频技术对风机进行调速,使风量可调。化学实验过程中会产生不同程度的有害气体,且瞬间浓度高,故宜采用桌式通风系统及时排出有害气体。
对于产生大量有害气体的有机实验室和其他实验室,有必要使用桌面排风和顶部排风相结合的方式来排放有害气体。 作为用于实验演示的通风柜,通常将其安装在实验室前壁的一端。 用于学生实验的通风柜可以设置在实验室的后壁或靠近内壁的纵向,每个房间的数量应为3-5个。 教师准备进行实验或研究的通风橱应放在准备室的角落。 实验室还应设置排风扇,以便及时清除室内污染空气。
有些化学气体比空气密度大,易积存于房间的下部;有些密度较小的气体易浮于房间的上部,因此排风扇应在窗台下部及窗口上部分别设置。
实验室水、电配置
实验室的配置应满足实验教学要求,在四大基础化学实验室(有机、无机、分析、物化实验室)中,以有机实验室的用水要求最高,因此入水管设计应比其他实验室大1倍以上。每张实验台的两边应配置3~4个多用插座,并设置漏电保护开关。洗涤槽一般布置在中央实验台两侧及边台上。有机实验室的每个中央实验台还要配置2~3个水抽滤器,以作真空蒸馏实验用。每张中央台有独立水控制开关,排水管道尺寸要足够大,以防堵塞。
根据化学学科的特点,化学实验室及其一些辅助房间(如准备室、仪器室等)对电的要求不尽相同,但都离不开电,电的配置还应考虑大功率实验仪器(如电烘箱等)的使用,因此380V和220V电压的电线须同时布设,并设置总电源控制开关,以便当实验室内无人时,能确保切断室内电源。烘箱、恒温箱、空调等,可直接连在总电源上。有的用电设备(如电冰箱等)在实验停止后仍需运转,应接专用供电电源,这样不至于因切断实验室的总电源而影响其工作。室内实验台、通风柜及烘箱等用电设备的电缆应进行预埋铺设。由于化学实验室酸、碱腐蚀性物质的影响,配电导线以采用铜芯导线较为合适。敷设时最好以穿管暗敷设的方式进行,因为暗敷设不仅可以保护导线,而且可使室内整洁,不易积尘。大型精密仪器对电压的稳定性、安全性要求较高,故应设置专用地线。
实验室消防系统
化学实验室应根据消防要求设置消防给水系统。消火栓应布置在经常有人出入和较明显的地方,如门厅、楼梯处、走廊等,消火栓和消防管道一般都采用明装。实验室内应有消防沙箱、泡沫灭火器、气体灭火器等辅助灭火工具。大型精密仪器室内不宜配用沙箱、泡沫灭火器,只能配气体灭火器。
实验室“三废处理”
实验室的“三废”主要指废液、废气、废水。废液是指废弃的有机溶剂等,废气是指有机化合物的蒸汽、酸气等。实验室污水含有各种化学物质,未经处理直接排入下水管道会造成周围环境的污染,这样不仅对人体有害,而且还会给附近地区的工农业生产和养鱼业造成很大损失。
实验室建设设计考虑建立废水处理系统,有机溶剂回收系统和废气无害化处理系统。 通过该处理系统,首先对含有不同无机物质的废水进行分类和沉淀,通过过滤除去大部分,然后进行无害化处理,例如氧化吸附。 该处理系统应能够分馏不同种类的有机溶剂,进行再循环和再利用,并氧化废液,而没有再利用价值。 为了防止废气污染环境,应在废气出口处采取相应的净化措施。 例如,在通风系统的末端,先进的纳米半导体光催化和臭氧氧化技术用于净化废气。