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Il gas di scarico del laboratorio ha diversi componenti (come gas acidi e alcalini, sostanze volatili di solventi organici e piccole quantità di gas tossici). Il trattamento richiede una purificazione mirata e separata. Quello che segue è un tipico diagramma di flusso del processo:

Processo di trattamento dei gas di scarico di laboratorio
1. Separazione e raccolta dei gas di scarico
- Cappe di scarico universali, cappe chimiche e condotti di raccolta gas dedicati vengono utilizzati per separare i gas di scarico in base alle loro proprietà (ad esempio, separare i gas di scarico acidi, alcalini e organici per evitare flussi e reazioni miste).
- I ventilatori forniscono una pressione negativa per trasportare ciascun tipo di gas di scarico alla corrispondente unità di pretrattamento.
2. Separazione e pretrattamento
- Il gas di scarico acido entra nello scrubber a nebbia acida, dove reagisce con una soluzione alcalina (come una soluzione di NaOH) spruzzata nello scrubber per rimuovere sostanze acide come HCl e SO₂.
- Il gas di scarico alcalino entra nello scrubber a nebbia alcalina, dove reagisce con una soluzione acida (come H₂SO₄ diluito) per rimuovere i gas alcalini come NH₃. - Gas di scarico organici: la filtrazione preliminare attraverso un filtro a carboni attivi rimuove le particelle di grandi dimensioni per evitare l'intasamento delle apparecchiature successive.
3. Purificazione del nucleo
- Dopo il pretrattamento, il gas di scarico misto (o il gas di scarico organico singolo) entra nell'unità principale di purificazione:
- Gas di scarico organici a bassa concentrazione: le apparecchiature di ossidazione fotocatalitica utilizzano la luce UV per decomporre le molecole di COV e l'ozono contribuisce all'ossidazione di queste molecole in sostanze innocue.
- Gas di scarico organici a media e alta concentrazione: passa a una torre di adsorbimento a carbone attivo (riempita con carbone attivo granulare) per assorbire in modo efficiente solventi organici come benzene, toluene e acetone.
- Gas tossici (come Cl₂ e H₂S): aggiungere una torre di assorbimento chimico dedicata (ad esempio, Cl₂ viene assorbito con una soluzione Na₂S₂O₃).
4. Purificazione e scarica profonda
- Dopo il trattamento del nucleo, il gas di scarico entra in un demister ad alta efficienza per rimuovere il vapore acqueo residuo e le goccioline di nebbia.
- Infine viene scaricato attraverso un camino alto almeno 15 metri. Alcuni laboratori potrebbero dover installare strumenti di monitoraggio online (per monitorare i COV e le concentrazioni di acidi e basi) per garantire la conformità agli standard.

La chiave di questo processo è il "trattamento basato sulla qualità della raccolta classificata" per evitare l'inquinamento secondario causato dalla miscelazione di diversi gas di scarico. La purificazione multistadio si adatta anche alle caratteristiche dei gas di scarico dei laboratori: volume d'aria ridotto, componenti multipli ed emissioni intermittenti.

I gas di scarico a bassa concentrazione provenienti dai laboratori universitari possono essere trattati con una camera di adsorbimento a carbone attivo a due stadi. Questo dispositivo di adsorbimento a cascata a due stadi è progettato per gas di scarico da laboratorio multicomponente a bassa concentrazione (come piccole quantità di COV, solventi organici volatili e piccole quantità di gas acidi/alcalini). La sua funzione principale è quella di utilizzare le proprietà fisiche di adsorbimento del carbone attivo per purificare i gas di scarico passo dopo passo, garantendo il rispetto degli standard sulle emissioni. Le sue caratteristiche e adattabilità sono le seguenti:

Caratteristiche principali
- Purificazione a fasi per un'efficienza più affidabile:
La camera di adsorbimento primaria assorbe innanzitutto la maggior parte degli inquinanti presenti nei gas di scarico (soprattutto quelli con concentrazioni relativamente elevate). Gli inquinanti in tracce rimanenti entrano quindi nella camera di adsorbimento secondaria per una purificazione più profonda. Questo doppio processo di adsorbimento riduce significativamente il rischio di mancata saturazione in una singola camera di adsorbimento. L'efficienza complessiva della purificazione raggiunge tipicamente l'85%-95%, rispettando i rigorosi standard sulle emissioni di scarico di laboratorio (come GB 16297). - Adattabile alle caratteristiche dello scarico del laboratorio:
Gli scarichi di laboratorio vengono spesso emessi in modo intermittente (ad esempio, durante le operazioni sperimentali, non in modo continuo) e presentano componenti complessi (possibilmente contenenti etanolo, acetone, formaldeide, ecc.). Il design di adsorbimento a due stadi può far fronte a questa volatilità: anche se la concentrazione momentanea di un particolare inquinante è leggermente elevata, il sistema di adsorbimento a due stadi può fornire una rete di sicurezza per prevenire emissioni eccessive.
- Manutenzione flessibile e costi gestibili:
Il carbone attivo nella camera di adsorbimento a due stadi può essere sostituito separatamente (il primo stadio ha un carico di adsorbimento più elevato e richiede sostituzioni più frequenti), eliminando la necessità di una sostituzione completa, riducendo gli sprechi di materiali di consumo. Inoltre, il volume di caricamento del carbone attivo è generalmente ridotto (adatto per scarichi di laboratorio a basso volume), con conseguenti costi di manutenzione inferiori rispetto alle grandi apparecchiature industriali, rendendolo adatto ai budget dei laboratori scolastici.

Scenari e precauzioni applicabili
- Adatto per laboratori di chimica, biologia e scienza dei materiali, che trattano gas di scarico organici che non sono ad alta concentrazione o corrosivi (i gas fortemente acidi, ad esempio, richiedono una preventiva neutralizzazione).
- È necessario un monitoraggio regolare delle prestazioni di adsorbimento (ad esempio utilizzando rilevatori di odori e COV) e il carbone attivo saturo deve essere sostituito tempestivamente per prevenire la penetrazione degli inquinanti dopo la saturazione. Se il gas di scarico contiene polvere o particolato, è necessario installare un dispositivo di pretrattamento (come un filtro) prima della camera di adsorbimento per prevenire l'ostruzione dei pori del carbone attivo e influenzare l'efficienza di adsorbimento.

Questo design bilancia l'efficacia della purificazione con le reali esigenze del laboratorio ed è una soluzione comune per il trattamento decentralizzato dei gas di scarico su piccola scala, riducendo efficacemente l'impatto dei gas di scarico del laboratorio sull'ambiente circostante.