當代大型實驗室中使各種分析儀器如色譜、質(zhì)譜或原子吸收儀器都需要連續(xù)使用載氣和燃料氣,因此實驗室的管理者需要考慮如何實現(xiàn)這些氣體的連續(xù)、穩(wěn)定和安全的供給,可以用高壓鋼瓶、液體杜瓦瓶、集中供氣系統(tǒng)或綜合上述幾種方法來進行供氣?;诎踩托室蛩?,不考慮經(jīng)儀經(jīng)濟性因素,集中供氣系統(tǒng)變得越來越普遍,并成為當今實驗室設(shè)備中高純氣體的可靠連續(xù)的供應(yīng)源。在某些情況下,當?shù)叵酪?guī)范建議甚至要求將主要的氣體源如鋼瓶、杜瓦瓶和液體儲槽放置在工作區(qū)外的指定區(qū)域,然后將氣體通過管道系統(tǒng)輸送至實驗室內(nèi),并可通過安裝在工作臺上的使用點二級減壓器方便地調(diào)節(jié)壓力和流量。
集中供氣系統(tǒng)的主要體現(xiàn)在四個方面:安全、經(jīng)濟、純度和工作流程。
安全: 即使仍然使用鋼瓶供氣,但鋼瓶被放置在工作區(qū)外的一個安全區(qū)域,使用者可以通過配備的遠程切斷系統(tǒng)在緊急狀況下切斷氣體供應(yīng);鋼瓶儲存區(qū)的合理布置可以保持可燃性容器和助燃性容器間的安全間距,工作場所附件不再有高壓設(shè)備,有毒或可燃氣體泄露的潛在危險也得以避免;鋼瓶的操作仍必須由培訓合格的人員來操作以減少重大事故發(fā)生的機率。
經(jīng)濟性:建一個集中的氣瓶間可以節(jié)省有限的實驗室空間,更換鋼瓶時不需要切斷氣體,節(jié)省了時間并保證了氣體的連續(xù)供應(yīng)。使用者只需管理較少的鋼瓶,支付較少的鋼瓶租金,因為使用同一氣體的所有使用點來自于同一個氣源。此種供應(yīng)方式最終會減少運輸費用,減少退還給氣體公司的空瓶中的余氣量,使得鋼瓶管理更統(tǒng)一和規(guī)范。
純度:可吹掃的減壓器面板可以保持氣體的指定純度,鋼瓶更換頻率的減少導致雜質(zhì)進入系統(tǒng)的機率降低。
工作流程:集中管道供應(yīng)系統(tǒng)可以將氣體出口放置在使用點處,這樣的話可以更合理的設(shè)計工作場所;通過監(jiān)控和報警系統(tǒng)也能夠更輕松地控制供氣過程。這樣,工作流程得到明顯的優(yōu)化。
實驗室氣體采用集中供氣方式,由實驗室外專用供氣區(qū)域用管路引進。除了潔凈空氣由空氣壓縮系統(tǒng)直接供氣外,其余氣體都是采用高壓氣瓶供氣。
1)每種氣體都要有主供和備供氣瓶,并安裝自動切換面板進行供氣控制,保證不間斷供氣。
2)實驗室氣體由高質(zhì)量管路輸送,一般每1.5米內(nèi)必須有支架固定在墻面。在實驗室內(nèi)所有管路安裝在天花板下方,沿墻進行明設(shè)。所有管路標明連接的氣體。氣體管路每隔1.5米的距離,都要有明確標示,同時指示氣體的流向。
3)對于可燃及助燃氣體,建議在一級減壓和使用終端都安裝高質(zhì)量阻火器
4) 所有減壓閥都需要連接一條通出氣體存儲區(qū)的排氣管路。易燃,助燃氣體 排氣管路不能并在一起。
5)所有設(shè)計和施工必須符合相關(guān)的規(guī)范和要求,如:
《科學實驗室建筑設(shè)計規(guī)范》 GB50235-1997
《工業(yè)金屬管道工程施工及驗收規(guī)范》JGJ 91-93
《乙炔站設(shè)計規(guī)范》GB50031-91
《壓縮空氣站設(shè)計規(guī)范》GB50029-2003
【實驗室氣瓶間,使用控制面板進行切換】
氣體管路要求
1) 所有氣體管路都由高質(zhì)量的銅管或不銹鋼管(BA級、EP級(毒腐氣體用))組成
2)氣體管道不得和電纜、導電線路同架鋪設(shè)
3)易燃氣體,如乙炔需要和其它氣體分開單獨引入。氫氣管道若與其它可燃氣管道平行敷設(shè)時,其間距不應(yīng)小于0.5m;交叉敷設(shè)時其間距不應(yīng)小于0.25m。分層敷設(shè)時氫氣管道應(yīng)位于上方
4)壓縮空氣在管道上有過濾雜質(zhì)和水分的凈化裝置,此凈化裝置需要并聯(lián)一路,用單獨的閥門隔離,以方便對過濾裝置進行維護
5)所有氣體管路的連接為無縫焊接。連接到閥門或調(diào)節(jié)裝置時才可以使用接頭配件
6)每個實驗室都要有單獨的控制閥、減壓閥和壓力表
7)引到工作臺的氣體管路要安裝單獨的控制閥,工作臺上要均勻排放各種氣體的控制閥門
8)每隔1.5m左右,氣體管路就需要有支架。另外根據(jù)氣體管路彎曲的半徑,設(shè)置合適的支架位置。所有彎曲處都要有支撐。氣體管路所有的支架都要進行鍍鋅防腐處理。
實驗室常用氣體:
氬氣:Argon(Ar)
氦氣: Helium(He)
氧氣:Oxyen(O2)
氫氣:Hydrogen(H2)
乙炔:Acetylene(C2H2)
甲烷:Methane(CH4)
一氧化二氮:Nitrous oxide(N2O)
壓縮空氣:Compress Air(CA)
氣相色譜儀:氮氣、氦氣和氬氣用作載氣,氫氣用于火焰檢測器的燃氣
質(zhì) 譜 儀:高純氮氣和氮氣用作吹掃氣或碰撞氣
原子吸收儀:乙炔、氧氣或一氧化二氮用作助燃氣
【實驗室管路】