化学实验室废气治理

化学实验室废气治理

0化学实验室废气污染的环保必要性环境评估是当前中国环境管理的重要组成部分。大气污染严重的行业如冶金、化工、建材、石化等污染源的治理已列入中国环保的强制性治理范畴。化学实验室的废气污染问题目前虽未列入国家环保强制性治理范畴,但其危害不可小视。随着中国环保政策的不断完善,实验室废气污染已引起了环保部门的高度重视,其已成为化学实验室管理体系的考核项目之一。开展对化学实验室废气治理的研究,有着十分重要的现实意义。1有严重的危害全国各类化学实验室相当多,主要分布在各类学校、科研机构和企业中,分布十分广泛,有些化学实验室由于历史的原因,或处于市中心,或处于居民稠密处,在进行酸处理样品时不定期排放大量有害气体,不仅对大气造成污染,而且对周边的人群、植被造成严重的危害,并对人群的危害有潜在性。若遇阴雨、低气压气候,排出的废气难以及时扩散,更加剧了局部环境的污染程度,造成了局部严重酸雨的形成,构成了严重的社会公害。2分散式排风扇直接排放目前化学实验室废气排放绝大多数采用直接排放的方式,一般实验室采用管道集中到楼顶,风机直接排放的方式,也有的实验室采用分散式排风扇直接排放,基本上未作废气处理,只有少数国家重点实验室进行废气处理后排放。集中直接排放虽在某种程度上局部改善了操作人员的工作环境,但仍直接对大气造成了污染,严重地影响了周边地区的生态环境,其损失无法用货币来衡量。3类化学物废气处理的方法由于各类化学实验室的工作性质不同,产生的有害气体的类型也不同。本文主要针对占化学实验室比例较大的无机类化学实验室排放的有害气体的处理方法进行对比、探讨。目前针对无机类化学物产生的废气处理方法可分为两大类:第一类处理方法的原理相同,主要靠水雾或水幕来捕捉含HCL、NHO、HF、SOO、CLO等微粒,使有害物溶于水,经水雾或水幕净化、气液分离后所排放的气体中有害物的含量降到国家环保允许排放标准,也可以根据实际情况采用碱液来代替水对废气进行处理;第二类处理方法的原理为干式吸收法,主要靠具有较强吸附性能的吸附介质在与废气接触的过程中,利用其强大的吸附功能截住废气中的各种有害物,使排放气体中的有害物的含量降到国家环保允许排放标准。具体方法及运行特点对比探讨如下。3.1水雾吸收装置原理有泵水雾吸收方法应用时间较早,在化工工业中应用较多,其原理是利用耐酸泵将循环水池中的液体经管道和末端雾化喷嘴喷入吸收腔,使吸收腔内充满大量的水雾颗粒。化学实验室的有害气体经风管引入到吸收装置,经过吸收腔,大量水雾颗粒利用其表面积与有害气体充分接触,相互碰撞,在这个过程中,水雾颗粒既溶解了有害气体中的各种化学物质,又经相互碰撞逐步增加水雾的颗粒体积,经挡风板的阻拦功能,水雾进一步积累成较大的水滴,起到气液分离作用,水滴最终依靠自身重力克服吸收腔内风速的作用力而落入收集盘,并流入循环水箱,吸收装置原理如图1。该方法的特点是水雾吸收装置较简单,各部分的加工尺寸精度要求较低,安装调试方便。但在运行过程中需耐酸泵连续工作,而且喷雾头在工作中因各种因素影响容易出现喷雾状况改变,影响雾化效果,降低整套装置对废气的净化作用,同时由于泵的连续工作,其旋转部件磨损后,易发生液体的泄漏,造成二次污染。因此要使该吸收装置始终保持良好的工作状态,除定期保养外还需要不定期的检查,随时更换雾化不良的喷嘴和耐酸泵中磨损的密封件。因此在运行中需投入一定的维持费用和耐酸泵的能耗费用。3.2废气分离流程无泵水幕式吸收方法投放于实际应用的时间比有泵水雾吸收方法要晚得多,是近几年才逐步应用于实际的。该法虽应用较晚,但非常显著的优点使这种方法的应用得到了快速的发展,其原理是在吸收装置内部垂直划分为气液混合和气液分离二大区域,废气经管道送入该装置后,首先经过循环水幕的冲刷和水帘过滤,然后沿泛水板下缘掠过水箱液面,进入气水通道,水箱中的水在气流引射作用下被雾化而成为水雾,经过气水通道被提升到集水板内,集水板内的水雾经挡水板收集后汇流到溢水槽中,溢水槽溢出的水沿泛水板流回水箱,废气在气水通道内与水雾剧烈冲击混合,从而使废气中的有害物质被吸收到水中,通过挡水板分离水雾后经出口排出。无泵水幕式吸收装置原理如图2。该方法的特点是吸收装置内部结构相对复杂,对加工精度有一定的要求。但该法在运行中无须任何维护工作和能耗支出,且占地面积小,无二次污染现象、无噪音。在运行中水、气的相互接触比较充分,因此废气中有害物质的吸收效率较高,是一种值得进一步探讨和推广应用的方法。3.3吸附介质的选择干式吸附式原理是让有害气体经过干式吸附介质,使气体在通过吸附介质时有害物被吸附到介质体内部,使净化气体与有害物分离,达到气体净化的目的。干式吸收装置原理如图3。该方法的吸收装置结构较简单,但吸附介质因其物化性能不同,具有较强的针对性,因此含不同有害物质的废气处理须配置不同理化性能的吸附介质,才能起到良好的气体净化作用,所以吸附介质的选择十分关键。由于废气在经过吸附介质时的时间较短,这就要求吸附介质具有非常强的吸附能力。而且对废气中有害物质的含量有一定的要求,废气中有害物质的含量过高,废气净化的效果不理想。在废气经过吸附介质时,由于气流受固体介质的阻挡作用,须增加风机的功率才能保证通风系统的正常风速。需要强调一点的是任何吸附介质的吸附能力都是有限度的。吸附介质需要定期更换或作再生处理才能保证吸收装置的正常运行。所以该方法在实际应用中需要投入一定的费用和人力,更换下来的吸附介质或对吸附介质作再生处理时均易造成二次污染。此种方法一般用于废气中有害物质的种类相对稳定且含量较低的废气处理,便于采用一种有针对性的吸附介质,而不适应综合性化学实验室的废气处理。4无泵水幕式废气处理吸收装置的应用,其效果一般效果为(1)通过对上述三种废气处理方法、原理、特点的比较,我们认为无泵水幕式吸收装置在综合性化学实验室的废气处理工艺应用中具有非常强的优势和推广前景,它较好地解决了目前废气处理装置在运行中的诸多矛盾和问题,如维护保养、运行成本等。(2)无泵水幕式废气处理吸收装置虽在应用中有较强的优势,但仍需对其内部的构