科普:什么是实验室化学通风柜(上)

本文章来自国外,纯机器翻译,有些语句读起来不连贯,但总体上不影响理解。由于篇幅太长,本文分成上下两篇来发表。一共从6大方面来详细解读什么是实验室化学通风柜。

  1. 一、通风柜的用途和重要性

  2. 二、通风柜设计

    1. 1、窗扇开口

    2. 2、通风

    3. 3、通风柜的类型

  3. 三、通风柜性能指标

  4. 四、通风柜评估和维护

  5. 五、正确的通风柜技术和实践

  6. 六、通风柜的误解和局限性

一、通风柜的用途和重要性

实验室化学通风橱是实验室中最常用的局部排气通风系统,并且是用于控制吸入有害物质的主要方法。正确使用通风柜时,通风柜为用户提供了很大程度的保护。了解通风柜的局限性,适当的维护技术以及通风柜的整体设计,可以确保您使用危险材料时的安全。化学通风柜的目的是通过控制排放有害或有气味的化学物质来防止有害物质释放到一般的实验室空间中。万一发生意外泄漏,通风橱将容纳泄漏的化学物质,并将烟雾排离使用者和实验室区域。

通风柜

哪种类型的有害物质需要化学通风橱?

要确定是否需要在化学通风橱内使用化学药品,请首先检查安全数据表(SDS)。SDS第2节中的陈述,例如“请勿吸入粉尘,烟雾或蒸气”或“吸入有毒”,表明需要使用通风橱。作为最佳实践,请尽可能使用化学通风橱进行所有涉及处理开放化学药品(例如制备溶液)的工作。


二、通风柜的设计

化学通风柜是一个通风的外壳,用于捕获和排出蒸汽,气体和纳米颗粒。排风扇通常位于建筑物的顶部,并通过连接到引擎盖的管道将空气吸入,并将其排放到大气中。
 
典型的通风柜设计
通风柜结构图

通风柜气流图

窗扇:玻璃“窗口”,可以垂直,水平或两者结合地打开和关闭。窗扇保护用户。

挡板:  位于发动机罩的后部,它们将空气引导至适当的方向。挡板可以调节,其位置取决于所用化学品的蒸气密度。

排气管:  该管将通风橱连接到排气系统,并充当化学物质向外部空气传播的路径。

脸部:  将空气吸入通风橱的开口。引擎盖的表面与垂直框格平行,是进行速度测量的平面。

翼型箔:  箔片位于引擎盖的前边缘,采用空气动力学设计,可将空气导入引擎盖,以减少湍流并更有效地容纳化学物质。

(一)窗扇开口

垂直:窗扇可上下升降,是使用大玻璃窗将使用者挡住污染物的最佳选择。垂直框格为框架,沿着安装在发动机罩壁内部的轨道移动,并通过钢缆,滑轮或链条和链轮系统上下拉动。当使用带有垂直开口的引擎盖时,将窗扇提升到指定的工作高度,通常在工作表面上方18英寸,这由REM检查标签上的黑色箭头指示。不使用时,请关闭垂直通风橱窗扇,以最大程度地提高安全性和密闭性。这种做法将改善实验室的空气质量并减少能耗。

水平:窗扇左右移动,由多个窗格组成。由于窗扇永远不会完全打开,因此这使用户在通风橱的特定区域有更大的工作自由度,同时降低了成本。REM将张贴针对水平窗扇开口的批准标签,确认水平窗扇开口(以英寸为单位)。 不使用时,请关闭水平通风橱面板,以实现最大程度的安全和密闭。 这种做法将改善实验室的空气质量并减少能耗。

组合:这是一个带框的窗扇,其垂直窗格中内置了水平窗格系统。REM将测量每个窗扇位置的风速,并将工作高度以及水平窗框贴纸张贴到通风橱中。一次只能在一个方向上使用窗扇。 不使用时,请同时关闭窗扇和水平面板,以实现最大程度的安全和围堵。  这种做法将改善实验室的空气质量并减少能耗。  

(二)通风柜和窗扇外壳

带垂直上升窗框的引擎盖 带水平推拉窗的引擎盖 带组合窗框的烟罩

(三)通风

恒定风量(CAV):无论水平或垂直窗扇位置如何,这种类型的通风柜始终都排放相同数量的空气。随着窗扇的打开和关闭,引擎盖表面的风速将发生变化。

可变风量(VAV):这种类型的通风柜包含一个面风速控制装置,该控制装置控制风扇的转速,以保持通风柜面风速恒定。这种类型的排气装置不管窗扇的位置如何,都可实现最佳的发动机罩性能,并通过降低窗扇关闭时的空气流速来显着节省能源。当您不在VAV通风橱中工作时,关闭窗扇,关闭灯,并节约能源。

认为  安全。认为  绿色。

您可能会注意到此标签贴在通风柜上;表示它可以作为VAV罩使用。

可能出现在可变风量通风柜上的贴纸

关闭窗扇的年度节省标签。

可以通过联系物理设施工程来评估当前未使用的任何通风柜,以确定是否可以暂时关闭(休眠)  。 致电PF工程公司以关闭通风橱可以减少为风扇供电的电力,从而节省能源,减少温室气体排放,并每年为您的大学节省数千美元。

(四)通风柜的类型

常规实验室用途:在普渡大学校园内发现的常规通风橱,已被批准用于常规化学,放射性同位素以及致癌物或有毒化学工作。

高性能:这些通风柜具有密封性增强功能,可在保护操作员的同时以较低的工作面速度运行。由于排出的室内空气较少,因此可以节省能源。REM将在高性能引擎盖上贴上特殊的标准操作程序标签,以告知用户大学确定的适当风速范围。

高氯酸:配有不锈钢或PVC管道以及适当定时的水冲洗系统的特殊头罩。每次使用酸烟罩后必须使用冲洗系统。在一般的实验室通风橱中使用高氯酸可能会导致酸蒸气沉淀到管道系统上,并产生爆炸性的高氯酸盐晶体。如果酸性晶体暴露在振动和爆炸下,则可能使引擎盖使用者或维修人员遭受严重伤害或死亡。

高氯酸通风橱警告标签

高氯酸罩危险标志。

聚丙烯(耐酸):稀酸可在大多数通风橱中于室温下使用,但如果要进行酸消化,加热或与浓酸一起使用,例如:HF,Aqua Regia,硝酸,Piranha Solutions等。 ,需要耐酸烟罩和风管。强酸会腐蚀普通实验室通风橱中发现的管道。由聚丙烯材料制成的通风柜经久耐用,经久耐用。

步入式抽油烟机:步入式抽油烟机配有落地式设计,专门用于排出与大型实验室设备一起使用的化学药品。使用步入式抽油烟机时,将底部窗框关闭到地板上,仅将顶部窗框升高到REM的指定工作高度。请勿遮挡引擎盖正面的区域。

无管道过滤:  设计用于在废气通过吸收性材料(例如活性炭)时从工作区域中清除潜在的有害烟雾和蒸气。有时,要求REM部门批准购买用于研究实验室的无导管,过滤式通风柜。我们不建议使用无管通风柜。我们认为无管通风柜不能提供可靠的防护,防止化学物质暴露,并且认为它们实际上可能给工人带来错误的安全感。

无管罩的吸引力在很大程度上是经济的,因为它不需要传统罩需要将烟气排到外面的昂贵的管道系统。但是,实际上,这些引擎盖需要经常注意,并且如果不仔细选择,也无法提供足够的保护。在许多情况下,该过滤器是为特定化学物质设计的,不会针对典型的研究型大学实验室中使用的各种当前和将来的化学物质提供保护。与渗透和从吸收性材料解吸蒸气有关的问题困扰着无管通风橱。各部门还将面临更换木炭过滤器和处置旧/旧过滤器(这将被分类为危险废物)的费用。因此,根据使用量,所有者的年度维护成本可能超过几百美元。还已知用于无管排风罩的内部鼓风机很大,并且妨碍实验室内的有效通信。通风柜,无论是管道输送还是经过过滤的通风柜,都应仅在完全用尽的实验室中安装,且稀释通风率最低应为每小时换气6至8次。通风法规不允许将带有通风橱的实验室空间的一般回风或废气再循环到教室或办公室。

如果部门正在采购或拥有无管通风橱,则他们必须制定书面的实验室标准操作程序(SOP),其中必须包括以下内容:

  1. 在其所在位置进行与其使用相关的危害评估

  2. 根据制造商的说明和建议使用它

  3. 仅将其用于不会引起火灾或中毒危害的有害蒸气和粉尘

  4. 醒目张贴告示牌,告知用户,实验室人员和维护人员以下内容:

    1. 允许在引擎盖中使用的化学药品

    2. 使用的过滤器类型,其局限性和变更时间表

    3. 过滤器的收集效率和突破性可能会在使用多种化学品的地方发生变化,从而导致过滤器更早地突破

    4. 注意和警告,抽油烟机使房间内的空气再循环,许多低分子量的化学物质可能会从过滤器中剥离出来并重新进入房间


三、通风柜性能指标

性能指标是重要的安全设备,必须定期对其进行监视,并且对于普渡大学校园内的每个化学通风柜都是必需的。每个通风柜都应配备一个监测装置,用于连续测量空气流量,并向通风柜用户提供可见的读数。普渡大学实验室中最常见的视觉性能指标类型是差压压力计或压力表以及数字监控设备。密切注意数字或张贴的读数对实验室人员的健康和安全很重要。性能指标损坏或丢失可能会导致实验室占用者不了解气流变化,并增加了化学暴露的风险。如果您认为引擎盖缺少性能指标,则说明您当前的设备已损坏或超出范围;

倾斜压力计:检测系统安装在稍微倾斜的位置;能够测量高于和低于大气压的压力。REM提供红色表油,用于量化通过与总大气压力差的变化测得的速度压力。在普渡大学校园内发现的压力表将是以下两种类型之一。每年检查一次风速测量值时,REM都会校准该设备,并将读数和日期记录在贴纸上。 记录的读数中水柱的±0.05英寸之差  可能表示通风橱的风速发生了变化。如果化学品的容纳量和使用量不足,继续使用高流量或低流量的通风柜会对使用者和实验室人员造成危险。

倾斜压力表的示例

压力计

Magnehelic差压表:监测装置,用于测量管道中孔口之间或实验室与通风橱排气管道之间的压差。它们安装在引擎盖的外部,并通过无液压力表检测与大气压的压力差。REM将在通风橱的年度检查中对Magnehelic进行校准,并记录指针的位置以供正式阅读以及日期。 记录的读数中水柱的±0.05英寸之差  可能表示通风橱的风速发生了变化。如果化学品的容纳量和使用量不足,继续使用高流量或低流量的通风柜会对使用者和实验室人员造成危险。

磁压差计

电磁压力表

数字监视设备:此设备使用传感器测量空气流速,并具有以英尺/分钟(fpm)为单位的显示和/或带有警报系统,如果空气流量超出范围,则警告用户。电子通风橱监控器/控制器可测量空气流速或窗扇位置。窗扇位置与该窗扇开口区域处的空气速度相关,以确定面部速度。数字监视器将在屏幕上显示速度,而一些监视器仅包含一个警报系统,并按相应的颜色进行编码:

数字监控设备颜色代码
红色 黄色 绿色
警报
(流量过高或过低)
小心使用 使用安全

如果您的通风柜控制设备进入警报模式,请联系REM,以便我们评估通风柜的空气流速。REM代表将确定空气流量是否在建议范围内,并提交维修工作单或建议对数字监控设备进行校准。如果监视设备无法准确读取并且需要维修,则即使风速在安全范围内,它也可能会发出警报。指定的区域维护人员通过提交服务要求,18A工单来为您所在地区提供数字显示器的校准服务。

数字监控设备示例

通风柜监控器

请点击查看《什么是实验室化学通风柜》下部

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