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祿米實(shí)驗(yàn)室氣體管道介紹
1、實(shí)驗(yàn)室安全
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,，我國加大了各項(xiàng)領(lǐng)域的科學(xué)研究投入,，相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室發(fā)展迅速，不過近年來實(shí)驗(yàn)室的安全事故也頻頻發(fā)生,；實(shí)驗(yàn)室安全事故的原因有很多種,，實(shí)驗(yàn)室氣體存放與使用不當(dāng)是其中之一。實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室運(yùn)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(jìn)行充分的了解后，再根據(jù)特性進(jìn)行使用,，以減少安全事故的發(fā)生,。
2、實(shí)驗(yàn)室氣體
一般實(shí)驗(yàn)室可能會用到氫氣,、乙炔,、氧氣、甲烷,、氮?dú)?、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(guān)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(diǎn)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(zhì)。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?dú)猓簾o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(jié)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(qiáng)刺激性。是強(qiáng)烈的神經(jīng)毒物,，對粘膜有強(qiáng)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(qiáng)刺激性,。
3、實(shí)驗(yàn)室氣源形式
3.1,、實(shí)驗(yàn)室氣體采用的供應(yīng)方式如下：
實(shí)驗(yàn)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(jī),、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?dú)?、氬氣,、氦氣,、氫氣、甲烷,、一氧化碳等?/p>
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?dú)獍l(fā)生器,、氫氣發(fā)生器,。
3.5、氣體壓縮機(jī)
此種方式主要用于空氣,，一般的實(shí)驗(yàn)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(shè)置相應(yīng)的空氣壓縮機(jī),，空氣壓縮機(jī)需要考慮設(shè)備的散熱及其產(chǎn)生的氣體的油水及雜質(zhì)處理,。
3.6、空分管網(wǎng)氣體
化工實(shí)驗(yàn)室通常建設(shè)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(jìn)行利用，輸送至實(shí)驗(yàn)室,；主要有管網(wǎng)氮?dú)?、管網(wǎng)空氣。
3.7,、以上氣體的幾種供應(yīng)方式,，相對而言高壓氣瓶危險性更大,。
4,、實(shí)驗(yàn)室分散供氣
4.1、傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室,，經(jīng)?？稍趯?shí)驗(yàn)室內(nèi)發(fā)現(xiàn)儀器附近有放置高壓氣瓶進(jìn)行就近供氣；采用就近供氣主要有如下隱患：
（1）實(shí)驗(yàn)室氣體種類繁多且復(fù)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(diǎn),，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(yīng),，如果有會發(fā)生燃燒或爆炸等強(qiáng)烈反應(yīng)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(jì)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(shí)驗(yàn)室常用的分析儀器如色譜,、質(zhì)譜等,，在工作時都需要連續(xù)使用氣體，要求氣體供應(yīng)不能間斷,，以免影響數(shù)據(jù)分析及科研結(jié)果,；如采用分散供氣，那么需要長期對氣瓶進(jìn)行管理,，同時一般實(shí)驗(yàn)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(dǎo)致分析人員頻繁更換氣瓶,，增加運(yùn)輸費(fèi)用,，降低工作效率，也占用了有限的實(shí)驗(yàn)室空間,。
4.3,、實(shí)驗(yàn)室有不少氣體屬于消防嚴(yán)格控制的甲、乙類物品（比如氫氣,、乙炔,、甲烷、氧氣等）,。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)甲,、乙類物品存放量有嚴(yán)格限制，超過規(guī)定將導(dǎo)致建筑物無法進(jìn)行驗(yàn)收。
4.4,、綜合考慮,，實(shí)驗(yàn)室推薦采用集中供氣的方式，氣源站設(shè)為獨(dú)立建筑,。
5,、實(shí)驗(yàn)室集中供氣
5.1、實(shí)驗(yàn)室各種氣體集中放置于獨(dú)立的氣源站內(nèi),，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及實(shí)驗(yàn)室氣體特性可知,，氣體氣源站及集中供氣系統(tǒng)建設(shè)時需要考慮如下內(nèi)容：
(1)獨(dú)立氣源站需要根據(jù)國家規(guī)范進(jìn)行建設(shè)，根據(jù)氣源站內(nèi)各氣體的類型,，選擇對應(yīng)的建筑類型,、建筑物組件的耐火等級、相應(yīng)的建筑地面,，易燃易爆氣體需要進(jìn)行相應(yīng)的建筑泄爆計(jì)算,，氣源站內(nèi)的電氣設(shè)施需根據(jù)對應(yīng)的級別進(jìn)行電氣選型與設(shè)計(jì)。
(2)在一定條件下,，部分氣體會發(fā)生相互反應(yīng),，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(yīng)該盡量放置于獨(dú)立的房間,，避免相互影響發(fā)生連環(huán)爆炸,。
(3)實(shí)驗(yàn)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(yuǎn)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(shí)驗(yàn)室中各類氣體的用氣量存在差異,，設(shè)計(jì)時需要預(yù)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(fèi)用,。
（5）氣體供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)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(dāng)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(yīng)。
(6)實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(diǎn),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?xì)怏w檢測器的安裝高度需要根據(jù)氣體與空氣的比重進(jìn)行確定，檢測比空氣重的可燃?xì)怏w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?xì)怏w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(jìn)行確定，檢測比空氣重的有毒氣體的檢測器,，靠近泄漏點(diǎn),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(shí)驗(yàn)室氣體儲存區(qū)域需要保持自然通風(fēng)，避免氣體集聚造成危害,；非正常情況下,，當(dāng)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(dá)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(qiáng)制排風(fēng)系統(tǒng)，自動啟動強(qiáng)排風(fēng)機(jī)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?xì)怏w氣瓶及管道需要進(jìn)行靜電接地,，防止靜電積聚，避免發(fā)生靜電引爆可燃?xì)怏w爆炸性混合物?？扇?xì)怏w管道需要設(shè)置于防雷保護(hù)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?xì)怏w與有毒氣體設(shè)置緊急切斷閥與氣體檢測器聯(lián)動，當(dāng)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?xì)怏w與有毒氣體設(shè)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?xì)怏w設(shè)置阻火器，避免氣體回火,。
(7)設(shè)定專門的氣瓶管理規(guī)章制度,，進(jìn)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(shè)置架空管廊，在確定管道的布置及敷設(shè)方式時,，需要結(jié)合氣體種類,、氣源與用氣區(qū)域的實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮；其中易燃易爆氣體應(yīng)進(jìn)行架空輸送,，管道支架采用非燃燒體,。架空管道不與電纜、導(dǎo)電線路,、高溫管線敷設(shè)在同一支架上,。
(2)乙炔管道的制作千萬不能用紫銅，因?yàn)闀纬梢胰层~,，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(jìn)入不使用該氣體的房間。
(5) 氧氣閥門及管道禁油,。
6,、結(jié)束語
實(shí)驗(yàn)室人員與設(shè)施的安全至關(guān)重要,，氣體是實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì),、建設(shè),、運(yùn)行的全過程。