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祿米實驗室氣體管道介紹
1、實驗室安全
隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國加大了各項領域的科學研究投入，相應的實驗室發(fā)展迅速，不過近年來實驗室的安全事故也頻頻發(fā)生；實驗室安全事故的原因有很多種，實驗室氣體存放與使用不當是其中之一。實驗室儀器分析過程中需要使用到各種種類繁多的氣體,這些氣體是實驗室運行中不可少的組成部分，我們需要對一些常見的，或者對自己將要用到的氣體進行充分的了解后，再根據(jù)特性進行使用，以減少安全事故的發(fā)生。
2、實驗室氣體
一般實驗室可能會用到氫氣、乙炔、氧氣、甲烷、氮氣、二氧化碳、氬氣、壓縮空氣、氦氣、一氧化碳、氧化亞氮、硫化氫、二氧化硫等氣體，以下為各高壓氣體安全相關的簡要特性：
2.1、氫氣：氫氣比空氣輕得多，在室內(nèi)使用和儲存時，如漏氣會上升滯留屋頂不易排出，與空氣或氧氣混合能形成爆炸性混和物，遇熱或明火即會發(fā)生爆炸。
2.2、乙炔：無色無臭，比空氣輕，與空氣或氧氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高溫物體、靜電、放射性等點火源，極易燃燒爆炸。能與銅、銀、汞等的化合物生產(chǎn)爆炸性物質。在一定溫度和壓力條件下，純乙炔也會發(fā)生自身直接分解爆炸。
2.3、氧氣：無色無臭，比空氣略重，與易燃物（如氫氣、乙炔、甲烷等）形成有爆炸性的混合物
2.4、甲烷：無色無臭，比空氣輕，易燃，具窒息性，與空氣或氧氣混合能形成爆炸性混和物，遇熱或明火即會發(fā)生爆炸。
2.5、氮氣：無色無臭，不燃，高濃度窒息。
2.6、二氧化碳：無色無臭，不燃，高濃度窒息。
2.7、氬氣：無色無臭，不燃，高濃度窒息。
2.8、壓縮空氣：無色無臭，有助燃性。
2.9、氦氣：無色無臭，不燃，高濃度窒息。
2.10、一氧化碳：無色無臭，易燃易爆氣體，有毒性在血中與血紅蛋白結合而造成組織缺氧。
2.11、氧化亞氮：無色有甜味的氣體，助燃。
2.12、硫化氫：無色有惡臭的氣體，比空氣重，易燃，具強刺激性。是強烈的神經(jīng)毒物，對粘膜有強烈刺激作用。
2.13、二氧化硫：無色特臭的氣體，比空氣重，不燃、有毒，具有強刺激性。
3、實驗室氣源形式
3.1、實驗室氣體采用的供應方式如下：
實驗室氣源通常來源于高壓氣體鋼瓶、氣體儲罐、氣體發(fā)生器、氣體壓縮機、空分管網(wǎng)氣體。
3.2、常用瓶裝氣體按照氣源分類如下：
壓縮氣體：空氣、氧氣、氮氣、氬氣、氦氣、氫氣、甲烷、一氧化碳等；
溶解氣體：乙炔；
液化氣體：二氧化碳、氧化亞氮、硫化氫、氨、二氧化硫等。
3.3、氣體儲罐
常用氣體儲罐為液氮、液氬。
3.4、發(fā)生器
常用發(fā)生器為空氣發(fā)生器、氮氣發(fā)生器、氫氣發(fā)生器。
3.5、氣體壓縮機
此種方式主要用于空氣，一般的實驗室空氣用量較大，同時對氣體要求較低，因此可考慮根據(jù)氣體用量設置相應的空氣壓縮機，空氣壓縮機需要考慮設備的散熱及其產(chǎn)生的氣體的油水及雜質處理。
3.6、空分管網(wǎng)氣體
化工實驗室通常建設于化工廠內(nèi)，其廠區(qū)通常有空分裝置，空分裝置產(chǎn)生的氣體可進行利用，輸送至實驗室；主要有管網(wǎng)氮氣、管網(wǎng)空氣。
3.7、以上氣體的幾種供應方式，相對而言高壓氣瓶危險性更大。
4、實驗室分散供氣
4.1、傳統(tǒng)實驗室，經(jīng)?？稍趯嶒炇覂?nèi)發(fā)現(xiàn)儀器附近有放置高壓氣瓶進行就近供氣；采用就近供氣主要有如下隱患：
（1）實驗室氣體種類繁多且復雜，根據(jù)常用氣體的特性簡介，這些氣體基本都存在安全隱患，具有易燃、易爆、毒性、窒息性等特性，同時高壓氣瓶具有內(nèi)部氣體壓力高、存量大的特點，高壓部分一旦泄漏，即可能會在短時間內(nèi)造成重大安全事故。
（2）部分氣體相互之間會發(fā)生反應，如果有會發(fā)生燃燒或爆炸等強烈反應的氣體同時泄漏或連環(huán)爆炸，亦可能會引起造成人員傷害、分析數(shù)據(jù)丟失與經(jīng)濟損失。
（3）一般的40L高壓氣瓶壓力多數(shù)為15Mpa，氣瓶高壓段如有部件損壞，可能會損傷附近的分析人員與儀器。
4.2、實驗室常用的分析儀器如色譜、質譜等，在工作時都需要連續(xù)使用氣體，要求氣體供應不能間斷，以免影響數(shù)據(jù)分析及科研結果；如采用分散供氣，那么需要長期對氣瓶進行管理，同時一般實驗室內(nèi)不能斷氣的儀器數(shù)量會相對較多，帶來分散的氣瓶數(shù)量增多，從而會導致分析人員頻繁更換氣瓶，增加運輸費用，降低工作效率，也占用了有限的實驗室空間。
4.3、實驗室有不少氣體屬于消防嚴格控制的甲、乙類物品（比如氫氣、乙炔、甲烷、氧氣等）。實驗室內(nèi)甲、乙類物品存放量有嚴格限制，超過規(guī)定將導致建筑物無法進行驗收。
4.4、綜合考慮，實驗室推薦采用集中供氣的方式，氣源站設為獨立建筑。
5、實驗室集中供氣
5.1、實驗室各種氣體集中放置于獨立的氣源站內(nèi)，結合相關標準規(guī)范及實驗室氣體特性可知，氣體氣源站及集中供氣系統(tǒng)建設時需要考慮如下內(nèi)容：
(1)獨立氣源站需要根據(jù)國家規(guī)范進行建設，根據(jù)氣源站內(nèi)各氣體的類型，選擇對應的建筑類型、建筑物組件的耐火等級、相應的建筑地面，易燃易爆氣體需要進行相應的建筑泄爆計算，氣源站內(nèi)的電氣設施需根據(jù)對應的級別進行電氣選型與設計。
(2)在一定條件下，部分氣體會發(fā)生相互反應，可能會發(fā)生爆炸、引起中毒等情況，因此在氣源存放時需要將這類氣體分開存放，如氫氣、乙炔、甲烷等易燃易爆氣體需要與氧氣、壓縮空氣等助燃性氣體分開存放；另外易燃易爆氣體應該盡量放置于獨立的房間，避免相互影響發(fā)生連環(huán)爆炸。
(3)實驗室氣體特性決定氣體鋼瓶需要存儲于陰涼、避免陽光直射的氣源站，同時遠離火種、熱源。氣源站溫度不宜超過30攝氏度，需要保持氣體鋼瓶密封良好，避免泄漏發(fā)生安全事故。
（4）實驗室中各類氣體的用氣量存在差異，設計時需要預估一定使用周期內(nèi)的各類氣體用氣量，從而確定各種氣體鋼瓶的存放量，避免頻繁更換氣瓶，也可通過減少不必要的氣瓶存放降低隱患，減少氣瓶租用費用。
（5）氣體供應系統(tǒng)設置主用氣瓶與備用氣瓶，主用與備用氣瓶之間可自動切換，另外采用低壓報警監(jiān)測氣瓶壓力，當氣瓶壓力低于一定值時，低壓報警發(fā)出報警信號提醒分析人員及時更換氣瓶，保證氣體連續(xù)供應。
(6)實驗室氣體具有易燃、易爆、有毒、窒息等特性，需要根據(jù)氣體種類進行隱患消除，可采用如下措施：
①具有窒息性的氣體需要監(jiān)測存儲區(qū)域的氧含量，氧含量氣體檢測器靠近泄漏點,其安裝高度距地坪（或樓地板）0.3～0.6m。
②具有可燃性的氣體需要監(jiān)測存儲區(qū)域的濃度（爆炸極限的占比），可燃氣體檢測器的安裝高度需要根據(jù)氣體與空氣的比重進行確定，檢測比空氣重的可燃氣體檢測器，其安裝高度距地坪（或樓地板）0.3～0.6m。檢測比空氣輕的可燃氣體檢測器，其安裝高度高出釋放源0.5～2m。
③具有毒性的氣體需要監(jiān)測存儲區(qū)域的濃度（最高允許濃度值的占比），有毒氣體檢測器的安裝高度需要根據(jù)氣體與空氣的比重進行確定，檢測比空氣重的有毒氣體的檢測器，靠近泄漏點,其安裝高度距地坪（或樓地板）0.3～0.6m。檢測比空氣輕的有毒氣體的檢測器，其安裝高度高出釋放源0.5～2m。
④正常情況下，實驗室氣體儲存區(qū)域需要保持自然通風，避免氣體集聚造成危害；非正常情況下，當氣體突然發(fā)生大量泄漏，氣體儲存區(qū)域內(nèi)的氣體濃度達到一定值時，氣體檢測器發(fā)出報警，同時輸出報警信號至強制排風系統(tǒng)，自動啟動強排風機將泄漏的氣體排放至安全區(qū)域，使氣體濃度下降至安全范圍內(nèi)，從而消除危害。
⑤可燃、助燃氣體氣瓶及管道需要進行靜電接地，防止靜電積聚，避免發(fā)生靜電引爆可燃氣體爆炸性混合物?？扇細怏w管道需要設置于防雷保護區(qū)域內(nèi)。所有防雷防靜電接地裝置定期檢測，接地電阻每年至少檢測一次，對爆炸危險環(huán)境場所的防雷裝置每半年檢測一次。
⑥可燃氣體與有毒氣體設置緊急切斷閥與氣體檢測器聯(lián)動，當氣體檢測器報警時自動控制切斷閥切斷氣源，消除釋放源。
⑦可燃氣體與有毒氣體設置排空系統(tǒng)，排空系統(tǒng)將氣源區(qū)管道內(nèi)殘留與置換的氣體排空至室外，排空管道高于屋面2m以上。
⑧可燃氣體設置阻火器，避免氣體回火。
(7)設定專門的氣瓶管理規(guī)章制度，進行專人管理、監(jiān)督、處理、定期檢查。
5.2、氣源輸送
(1)集中氣源站與氣體使用的建筑物通常有一定的距離，需要設置架空管廊，在確定管道的布置及敷設方式時，需要結合氣體種類、氣源與用氣區(qū)域的實際情況進行綜合考慮；其中易燃易爆氣體應進行架空輸送，管道支架采用非燃燒體。架空管道不與電纜、導電線路、高溫管線敷設在同一支架上。
(2)乙炔管道的制作千萬不能用紫銅，因為會形成乙炔銅，而乙炔銅是一種引爆劑。
(3) 管道之間采用全自動焊接或其它有效防止氣體泄漏的連接方式，避免采用卡套、法蘭等。
(4) 氣體管道不進入不使用該氣體的房間。
(5) 氧氣閥門及管道禁油。
6、結束語
實驗室人員與設施的安全至關重要，氣體是實驗室中不可少的組成部分，如何消除與降低氣體帶來的安全隱患需要貫穿于氣體系統(tǒng)設計、建設、運行的全過程。