實驗室安全必備！酸堿柜通風系統設計全攻略

以下是酸堿柜通風系統設計的詳細方案，旨在確保安全、高效且符合規范：

一、設計原則

1. 安全性優先

防止腐蝕性氣體泄漏，確保人員健康。

系統需具備防火、防爆、防倒灌功能。

2. 高效排風

保證柜內換氣次數≥12次/小時，開口面風速0.3~0.5 m/s。

3. 耐腐蝕材料

管道、風機、柜體選用PP（聚丙烯）、PVC或FRP（玻璃鋼）材質。

4. 負壓控制

柜內維持微負壓（-5~-10 Pa），避免氣體外溢。

二、系統組成

1. 排風柜本體

結構：耐酸堿陶瓷臺面或PP材質柜體，配備可調節視窗。

風速控制：安裝風速傳感器，聯動變頻風機調節風量。

2. 通風管道

材質：圓形或矩形PP管道，耐溫、耐腐蝕。

布局：主管道坡度≥1%向排氣方向傾斜，支管以45°接入主管，減少阻力。

3. 風機與電機

選型：防爆型離心風機（如PP材質葉輪），風量按總排風量×1.3倍冗余設計。

安裝：室外高位排放（高出屋頂3m），避免氣體回流。

4. 尾氣處理裝置

酸性氣體：二級噴淋塔（第一級堿性中和液，第二級水洗）。

堿性氣體：酸性中和噴淋或活性炭吸附（針對有機胺類）。

5. 智能控制系統

監測模塊：實時檢測柜內風速、壓力、氣體濃度。

報警功能：超標時聲光報警，并啟動應急排風模式。

聯動控制：與實驗室總排風系統聯動，平衡整體風壓。

三、設計步驟

1. 需求分析

確定酸堿柜數量、使用頻率、最大化學揮發量（如鹽酸、硝酸、NaOH等）。

2. 風量計算

單柜排風量：\( Q = A \times V \times 3600 \)

（A=開口面積，V=0.5 m/s，示例：0.6m×0.8m開口→ \( Q≈864 m3/h \)）

總風量：所有柜體風量之和×同時使用系數（通常0.7~0.8）。

3. 管道設計

管徑計算：風速按8~12 m/s設計，\( D=\sqrt{4Q/(πv)} \)。

壓力損失：計算沿程阻力（達西公式）與局部阻力（彎頭、閥門），確保風機全壓足夠。

4. 氣流組織優化

采用“上送下排”或“側送側排”，避免柜內死角。

使用CFD模擬驗證氣流均勻性。

5. 安全冗余設計

備用風機、UPS電源，確保斷電時持續排風15分鐘。

管道安裝防火閥（70℃熔斷關閉）。

四、注意事項

1. 合規性

遵循《通風與空調工程施工質量驗收規范》（GB50243）及《實驗室生物安全通用要求》（GB19489）。

2. 運維管理

每月檢查風速、過濾器堵塞情況；每季度清洗噴淋塔。

操作培訓：教授緊急停機、泄漏處理流程。

3. 特殊場景

高溫實驗需增加耐溫設計（如PTFE涂層管道）。

高濃度氣體排放時，尾氣處理需定制（如SCR脫硝）。

五、示例配置

酸堿柜：2臺（尺寸1200×800×2200mm，PP材質）。

風機：防爆離心風機，風量2000 m3/h，全壓500 Pa。

管道：Φ315mm PP管道，總長30m。

尾氣處理：二級噴淋塔（pH自動控制中和液）。

通過以上方案，可有效控制酸堿氣體風險，保障操作安全。設計時需結合現場條件進行細化，必要時咨詢專業通風工程師。