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实验室通风柜的设计

作者: 发布日期: 2019-12-04 11:12:00
信息摘要:
一、通风柜简介通风柜是将实验过程中产生的各种有害气体、水蒸汽、气味、余热等,控制在通风柜内并排至室外,达到为了保护使用者的安全,防止实验中的…
一、通风柜简介
通风柜是将实验过程中产生的各种有害气体、水蒸汽、气味、余热等,控制在通风柜内并排至室外,达到为了保护使用者的安全,防止实验中的污染物质向实验室扩散的目的。通风柜在保护实验样品的纯度、保证实验结果的准确、维护实验室环境的清洁、改善劳动卫生条件和提高工作效率等方面,发挥着至关重要的作用。
通风柜可用于理化实验室和生物实验室,也可以用于洁净实验室,但不适用于生物安全三级和四级实验室。
二、通风柜的性能
在实验室中通常以通风柜的捕捉效率、抑制效率和排除有害气体的效率等来衡量通风柜性能的好坏。

良好的捕捉效率首先是保持通风柜开口合理的面风速,其次合理的布置通风柜位置。

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PP通风柜

三、通风柜设计原则

通风柜的配置数量是依实验研究类型而决定的,差别较大。一般在研究所和大学的配置是,化学研究实验室按每位实验人员1台通风柜,生物学研究实验室6—10位实验人员共用1台通风柜,物理学实验室可能整个部门配备1台通风柜。具体的使用应该根据实验性质和实验室工艺要求,选择通风柜类型,确定通风柜数量。综合考虑各项因素,确定通风柜排风系统和补风系统形式,确定通风机房和通风竖井的位置。应以安全、实用、有效、经济为原则,使有害气体在尽快就近排走,不至污染环境和操作者,并使实验中的气态污染物全部控制在通风柜以内。
应与工艺和建筑专业结合,合理确定通风柜在实验室的位置。通风柜应尽量远离门口、送风口和人员频繁往来的通道,避免无组织气流对通风柜排风流场形成干扰;同时应远离精密仪器,避免通风柜排风影响仪器操作。合理布置风管,尽量缩短管道长度,减少风管阻力,降低风机功率和噪声。合理选择和布置风机。

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全钢通风柜

四、通风柜系统设计

1、面风速的确定

目前,我国没有国家标准和规范对于通风柜面风連做出明确规定,工程设计通常按照设计手册的推荐值或者甲方和工艺要求确定。

序号

通风柜内有害取值的种类

面风速(m/s)

1

无毒有害物质

0.25—0.35

2

有毒或有危险的有害物

0.4—0.5

3

极毒或少量放射性有害物

0.5—0.6

4

放射性有害物

1.0

5

同位素实验室内用

1.5

2、排风系统的形式
通风柜常见的集中形式

系统形式

一对一系统

一对多系统

变频+变风量控制系统

共用系统

系统描述

每台风机只服务于一台通风柜

2—4台通风柜共用一台风机

一台风机与多台通风柜对应,风机均配变频控制器

通风柜与其他局部排风设备或整体排风公用系统

运转状况

风机定速运转,仅有开启、停止两种状态

风机通常按2台或3台通风柜同时运行选型。风机定风量运转,而通风柜按需要切换使用。

 

排风机变频+变风量控制,根据通风柜运行数量和柜门开启程度变风量运行。

 

排风机通常变风量运行,其它排风口可以与通风

柜切换使用。

 

优点

运行可靠,运转费用低;操作简便,控制简单;通风柜之间无干扰;不会出现实验室串风和废气回流;初期投资成本低

节省设备材料,简化系统安装:

维护费用较低,造价低:即可定点控制,也可多点控制;

风机数量比一对一系统少。

 

运行可靠,安全性商:变风量运行,节能,风机寿命长:风机数量少,占地面积小:面风速恒定:

便于废气处理:

排放口数量少:

噪声低。

 

系统简单;

控制简单;

变风量运行时节能;

造价较低;

风机数量比一对一风机少

缺点

风机数量较多,占地面积大;排放口数量多;不方便废气处理;风机运行成本高;噪音大

通风柜切换繁项,每合通风柜的排风最难以准确|平衡,面风速不足时污染|气休可能外溢,风机数量比变风量系统多。

 

控制复杂

风管尺寸大;

造价高;

调试困难

通风柜柜门开启度低时面风速增大,风机数量比变风量系统多

适用范围

适用于通风柜之间实验室的差别炯达,要求分别计量和归属不同管理人;投资额较低的实验室如:DNA实验室、动物实验室等。

适用于通风柜安装于同一房间或进行的实验类型接近,同时使用率不高,投资受限的项目。如:

要求不高的理化实验室、准备间、调配室等。

 

适用于通风柜的实验类型接近,同一房间或同时使用的多个房间有许多通风设备,安全性要求高,投资充裕的项目。

 

适用于通风柜安装与同一房间或进行的实验类型接近,同时使用率不高,投资中等的实验室中。

3、补风系统形式
通风柜补风系统常见形式

统形

自然补风

机械补风

 

 

新风不处理

加热新风

空调风

优点

造价低;能耗低;系统简单

房间压力可控,造价较低,能耗较低,系统操作简单

房间压力可控,冬季可保证室温

房间压力可控,房间温湿度保证,效果好

缺点

房间压力不可控,负压过大时

会影响排风量和房门]的开启,房问温、 湿度不保证,实验样本存在被污染的可能。

 

房间温、湿度不保证,实验样本存在被污染的

可能。

 

房间夏季温湿度不保证,造价较高;能耗较高

系统复杂;控制复杂;造价高;能耗高

适用范围

资金缺乏的项目

金有限的项目

严寒或寒冷地区的项目

资金充裕的项目

4、控制系统的形式
通风柜控制系统常见形式表

制形式

风机停控制

风机启停及风机连锁控

风机启停或变频及不同通风柜切换控制

通风柜面风速控制

通风柜面风速控制+红外线检测

通风柜面风速+房间压力控制

适用范围

采用一对一自然补风系统

采用一对一机械补风系统

一对多系统

采用机械补风的变风量系统

采用机械补风的变风量系统且实验者远离时可降低面风速

对法房间压力有要求的采用机械补风的变风量系统或公用系统

特点

简单、造价低

简单、造价低

较简单、造价较低

较复杂、造价较高

较复杂、造价较高

复杂、造价高

5、废气处理
通常理化实验会使用或生成很多试剂,通风柜的排风中气体成分复杂且多变,有害物浓度不高,一般能够直接排放。只有在一些特殊情况下需要进行排风处理。
(1)实验中大量使用高浓度强酸强碱时,可以采用废气净化塔,以酸碱中和的原理处理排风。
(2)实验中使用放射性核元素时,排风应经过高效空气过滤器处理后排放。
(3)实验中使用氨或实验产物含有氨、恶臭或痕量致癌物时,排风应经过活性炭过滤后排放。
(4)通风柜内做标记实验时,排风口应设除碘过滤装置。
(5)通风柜做含汞实验时,排风口应设高锰酸钾和次氧酸钠溶液吸收装置或载硫活性炭吸附后排放。
通风柜排风系统的选择受到很多因素的影响,应用时需要根据具体的情况分析后确定。只要系统合理,哪种系统都能够取得令人满意的使用效果。



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