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化学实验室的安全设计-通风、通风橱
发布时间:2016-08-01 作者:

化学实验室的安全设计 - 通风、通风橱(一)

(一)通风

  实验室内应有良好的通风,必要时应设空调。
  在要求空调恒温的实验室内,空气应保持正压。为了排除室内余热并控制适当的正压值,可在实验室门下部设置可调活动孔板,适当地送出室内空气。
  从事放射性物质、毒物、致癌物、传染性微少物、有腐蚀性的易挥发液体等工作的实验室,为了不使有害物质向外扩散,空内空气均应保持负压,并应利用适当的装置(例如通风柜、排风设备等)将有害空气排出室外。在排出之前应使用过滤材料(或其它合适的设备)将空气中的有害物质除掉,以免造成环境污染。
  走廊、会议室、办公室等不进行化学品操作的地方,应保持空气新鲜。这些地方相对于化学或微生物学实验室应保持一定的正压。
  实验室相对于走廊应保持适当的负压,要有足够的空气进入室内。化学反应中所生成的烟雾,应用适当的方法进行吸收处理或在稀释后排向室外。应避免污染空气从通风柜倒流入室内或引起交叉污染。
  所有化学实验室均应安装通风柜,以排除在操作过程中所产生的有毒烟雾或易燃气体(或蒸汽),不使污染室内空气。此外,通风柜也可提供进行安全操作的场所。
(二)通风柜

  1、种类
  (1)顶抽式,结构简单,易于制作,较为常见,在柜中靠顶部处没有挡板,适用于放热实验(如加热或产生大量热的实验操作)。但应注意,对于非放热实验,由于操作口风速不匀,近台处易产生旋涡,所以不宜采用此种通风柜。
  (2)狭缝式,在顶部和后侧中、下部(或仅下部)设有排风狭缝,可与柜同长。上部缝宽约3、2厘米,下部缝宽约4、5厘米并高出台面17、5厘米。此式通风柜操作口风速均匀,使用效果较好,
  (3)带旁通,在操作口上方前壁上设置进气缝,柜门升起时被盖住,柜门接近关闭时启开,经进气缝的空气量增大,可使操作口风速大致保持稳定,适于由通风柜排除室内空气的娶求。
  (4)供气式,设辅助风机由室外将总排风量的60~70%空气直接送入柜内或操作口专供排气使用,其余再由室内供给,从而可减少室内空气的排出量,适于带空调的实验室,以求节省能量。但应注意操作口气流的均匀性,防止柜内形成涡流(可用金属丝网减速)。
  (5)自然通风式,常用于低危毒水平的加热操作,利用室内外温差自然通风,使气体由排风管直接从柜顶排至室外。管顶设筒形风帽,以防进入异物。排风管应有足够的高度(例如6米以上)。此种通风柜结构极简单,易于保养,又不耗电,但不适于高毒操作。
  2、配布
下图示出实验室通风柜的数种配布方式。图中丙是错误的布置。此外,当实验室较窄时,不得在房间窄向面积的两侧面对面地修建通风柜,以防妨碍室内空气的正常流通。
有空调时,通风柜应设于气流下风向,以免干扰气流的组织。
通风柜窗口与实验室出入通道之间应有一定的距离,一旦通风柜内发生事故(起火、爆炸、泄出有毒气体等),室内人员在撤出实验室时不致因此而遭受危害。
在设计实验室时,对于通风柜的数量也应有周密的考虑。

  3、构造
  (1)操作口柜门,柜门可以为上下扯式、平扯式等。平扯式适于校长的操作口或放化实验(门上可带手套孔),其使用和维修均较方便,在实验时应注意闭门操作,以防产生涡流。上下扯式可用插销孔固定门扇,更方便的是用平衡锤(例如铅制)通过活轮轴(带滚珠轴承或尼龙滑轮)由尼龙绳(或不锈钢丝绳、合成树脂保护钢丝绳等)牵动,使柜门门扇在上蜡的滑槽内上下滑动。门扇下设橡皮条作为缓冲,此外也可将门扇四角装设金属凸头,搁在门旁两边扁铁槽托内进行定位,并由上凸头在槽内滑动。除上述之外,柜门还可取摇开式或上悬式等类结构。如为自然通风柜,有害物毒性不大,操作又频繁时,也可考虑不设柜门。观察窗宜用安全玻璃或有机玻璃(不小于6毫米)制成。
  (2)工作台面,工作台面的用料要求与实验台相同,常可用钢筋泥凝土(现捣或预制板)或压制石棉水泥,为了提高对试剂的耐腐蚀性能,可用白瓷砖(或耐酸瓷砖)或不锈钢贴面,但不得使用木台面,台面外缘宜抬高约20毫米,以防污水外溢,一般不宜用带坡度台面。
  放射性工作台面应能承受铅屏蔽的荷重(通常要求能支承一吨荷重),台面材料宜用不锈钢,或在一船工作台面上铺一层厚滤纸并衬以不透水衬垫,另外配合使用不锈钢盘或耐酸瓷盘,以防溶液外溅造成污染。 操作汞的工作台面应无缝隙。

  (3)柜壁,侧壁和前壁的固定部分均宜用玻璃,可用5毫米厚的玻璃,安全玻璃则更好,在破碎时仍与塑料夹层粘合在一起,钢化玻璃虽有较好的耐热冲击性能(250℃以下,嵌丝玻璃与安全玻璃则为50℃以下),但因可飞散碎块(虽无棱角),所以不适于易爆物的操作。操作氢氟酸宜用有机玻璃,但应注意不使受高热或机械损伤,不能用嵌丝玻璃,因其强度小于末配钢丝的等厚玻璃,且碎块飞出时带有钢丝钩,更易伤人,在必要时可在前壁下口设聚氯乙烯引水槽;将冷凝水排向两例。
  壁面骨架和门可用木材,碳钢,不锈钢等材料制作。钢筋泥凝土因施工不便,不宜采用。
后壁可用白瓷砖,耐酸瓷砖贴面,以便清洗。有爆炸危险的通风柜,更要求能便于清洗。
  挡板可用聚氯乙烯、石棉水泥(上涂环氧树脂)、厚玻璃或不锈钢等材料制成,色宜浅白,便于识别烟雾颜色。挡板应便于装卸、清洗或更换。如用玻璃,可用60厘米宽玻板对接,用夹板支承,使用聚氯乙烯挡板时,应防过度受热。挡板宜用不锈钢支承,一般不宜用木料,否则至少应涂两次环氧树脂。
  (4)附属装置,通风柜内应设冷水、热水、煤气、压缩空气、真空等管道,龙头设于侧壁靠通风柜外缘处。阀门宜设于台面前缘下或操作口外框上,也可以设在柜旁管道井的壁面上,电源插座、照明开关;排风机开关均应装在柜外。
  柜内宜用荧光灯照明,通常可用40瓦。为防腐蚀,应设在柜外顶部灯盒内,下部用透明材料(如6毫米有机玻璃)罩护,并配用氯丁橡胶垫圈防止腐蚀性气体侵入。灯盒宜涂白漆或使用白色有机材料锻层(如聚氯乙烯)。
  柜下通常可设贮酸柜,内衬聚氯乙烯,配有聚氯乙烯盘子,也可用瓷砖贴面。
  (5)基本尺寸,通风柜工作台面的高度应确当,可根据操作性质,工作人员的一般高度,内装仪器设备的高度等具体条件作适当的选择。一般可取85—90厘米的高度。
操作口高度为80厘米,过低会妨碍视线。柜内净高1、2—1、5米或更高。柜的上部宜装管道检修柜,封至平顶,以免积灰。
  通风柜深度有利于增进气流的均匀性,不宜过浅,可取75—85厘米或稍深。
  通风柜每单元长度为1、2—1、8米,不宜过狭。必要时可用多单元(如2、4—3、6米),中间可设间壁或活络问壁(或不设)。
  狭缝式通风柜的中、下缝尺寸要相等,条缝处风速宜不低于5米/秒。挡板后的风道宽度应不小于缝宽的两倍。