實驗室在檢驗、鑒定、測試的過(guò)程中,由于實驗的需要會(huì)産生各種(zhǒng)廢氣,廢氣成(chéng)分相對(duì)複雜,包括芳香族類:苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯等;酮類:丙酮、環已酮、甲乙酮等;酯類:醋酸乙酯、醋酸丁酯、異酸甲酯、香蕉水等;醇類:甲醇、乙醇、丁醇、異丙醇等有機廢氣。也包括氮氧化物、硫酸霧、氯化氫、氟化氫、硫化氫、二氧化硫等無機廢氣;同時(shí)也有高溫的燃燒廢氣、粉塵等。在實驗過(guò)程中産生的廢氣往往成(chéng)分具有複雜性、多樣性,針對(duì)該特點,對(duì)人體健康的損害程度也各不相同。
實驗室廢氣處理方法
目前對(duì)氣态污染物的處理方法一般可分爲濕法和幹法兩(liǎng)大類,具體需要根據化學(xué)實驗室廢氣的特點來選擇高效率、低成(chéng)本的方法。
(1)濕法廢氣處理
濕法廢氣處理采用酸霧淨化塔進(jìn)行廢氣處理,适于淨化、氟化氫氣體(HF)氨氣(NH3)、硫酸霧(H2SO4)、鉻酸霧(CrO3)、氰化氫酸氣體(HCN)、硫化氫氣體(H2S)、低濃度的NOx廢氣等水溶性氣體,具備淨化效果好(hǎo)、結構緊湊、占地面(miàn)積小、耐腐蝕、抗老化性能(néng)好(hǎo)、安裝、運輸、維修管理方便、設備結構較爲簡單、一次性投資少等特點,因而廣泛應用于對(duì)奇台污染物的處理。
酸霧淨化塔适應于高層建築屋面(miàn)上安裝,工作原理是酸霧廢氣由風機壓入淨化塔,經(jīng)過(guò)噴霧及填料層,廢氣與氫氧化鈉吸收中和液進(jìn)行氣液兩(liǎng)相充分接觸吸收中和反應,酸霧廢氣經(jīng)過(guò)淨化後(hòu),在經(jīng)脫液層脫液處理,然後(hòu)排入大氣。淨化後(hòu)的酸霧廢氣可低于國(guó)家排放标準。
(2)幹法廢氣處理
幹法廢氣處理是指氣體混合物與多孔性固體接觸時(shí),利用固體表面(miàn)存在的未平衡的分子引力或者化學(xué)鍵力,把混合物中某一組分或某些組分吸附在固體表面(miàn)上的過(guò)程。具有吸附作用的固體稱爲吸附劑,該方法的優點是設備簡單,操作方便,易于實現自動控制。但是因吸附劑的物化性能(néng)不同,具有較強的針對(duì)性,所以處理含不同有害物質的廢氣須配置不同理化性能(néng)的吸附劑,才能(néng)起(qǐ)到良好(hǎo)的氣體淨化作用;如果廢氣通過(guò)吸附劑的時(shí)間較短,廢氣中有害物質的含量過(guò)高,廢氣淨化的效果就(jiù)會(huì)不理想;在廢氣通過(guò)吸附介質時(shí),由于氣流受固體介質的阻擋作用,須增加風機的功率才能(néng)保證通風系統的正常風速。吸附劑需要定期更換或作再生處理才能(néng)保證吸收裝置的正常運行。所以,該方法在實際應用中需要投入一定的費用和人力,此種(zhǒng)方法一般用于廢氣中有害物質的種(zhǒng)類相對(duì)穩定且含量較低的廢氣處理,這(zhè)樣便于采用一種(zhǒng)有針對(duì)性的吸附劑。
幹法廢氣處理一般采用有機氣體活性炭吸附裝置,其原理時(shí)活性炭具有很多微孔及很大的表面(miàn)積,依靠分子引力和滿習慣作用,能(néng)使溶劑蒸汽和揮發(fā)性物質吸附于其表面(miàn),又根據不同物質沸點,用蒸汽將(jiāng)吸附物質析出。當采用蒸汽爲解除吸介質時(shí),析出的有機溶劑蒸汽與水蒸氣儀器通過(guò)冷凝器凝結,進(jìn)入分離桶經(jīng)分離後(hòu)回收有機溶劑。
活性炭的吸附
a.物理吸附
主要發(fā)生在活性炭去除液相和氣相中雜質的過(guò)程中。活性炭的多孔結構提供了大量的表面(miàn)積,從而使其非常容易達到吸收收集雜質的目的。就(jiù)像磁力一樣,所有的分子之間都(dōu)具有相互引力。正因爲如此,活性炭孔壁上的大量的分子可以産生強大的引力,從而達到將(jiāng)介質中的雜質吸引到孔徑中的目的。
必須指出的是,這(zhè)些被(bèi)吸附的雜質的分子直徑必須是要小于活性炭的孔徑,這(zhè)樣才可可能(néng)保證雜質被(bèi)吸收到孔徑中。這(zhè)也就(jiù)是爲什麼(me)我們通過(guò)不斷地改變原材料和活化條件來創造具有不同的孔徑結構的活性炭,從而适用于各種(zhǒng)雜質吸收的應用。
b.化學(xué)吸附
除了物理吸附之外,化學(xué)反應也經(jīng)常發(fā)生在活性炭的表面(miàn)。
活性炭不僅含碳,而且在其表面(miàn)含有少量的化學(xué)結合、功能(néng)團形式的氧和氫,例如羧基、羟基、酚類、内脂類、醌類、醚類等。這(zhè)些表面(miàn)上含有地氧化物或絡合物可以與被(bèi)吸附的物質發(fā)生化學(xué)反應,從而與被(bèi)吸附物質結合聚集到活性炭的表面(miàn)。
活性炭的吸附正是上述二種(zhǒng)吸附綜合作用的結果。
當活性炭在溶液中的吸附速度和解吸速度相等時(shí),即單位時(shí)間内活性炭吸附的數量等于解吸的數量時(shí),此時(shí)被(bèi)吸附物質在溶液中的濃度和在活性炭表面(miàn)的濃度均不再變化,而達到了平衡,則此時(shí)的動平衡稱爲活性炭吸附平衡,此時(shí)被(bèi)吸附物質在溶液中的濃度稱爲平衡濃度。