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Os gases residuais de laboratório possuem diversos componentes (como gases ácidos e alcalinos, solventes orgânicos voláteis e pequenas quantidades de gases tóxicos). O tratamento requer purificação direcionada e separada. A seguir está um fluxograma de processo típico:

Processo de tratamento de gases residuais de laboratório
1. Separação e coleta de gases residuais
- Exaustores universais, exaustores e dutos de coleta de gás dedicados são usados para separar gases residuais por suas propriedades (por exemplo, separar gases residuais ácidos, alcalinos e orgânicos para evitar fluxos e reações mistas).
- Os ventiladores fornecem pressão negativa para transportar cada tipo de gás residual para a unidade de pré-tratamento correspondente.
2. Separação e Pré-tratamento
- O gás residual ácido entra no purificador de névoa ácida, onde reage com uma solução alcalina (como solução de NaOH) pulverizada no purificador para remover substâncias ácidas, como HCl e SO₂.
- O gás residual alcalino entra no purificador de névoa alcalina, onde reage com uma solução ácida (como H₂SO₄ diluído) para remover gases alcalinos, como NH₃. - Gás residual orgânico: A filtração preliminar através de um filtro de carvão ativado remove partículas grandes para evitar o entupimento dos equipamentos subsequentes.
3. Purificação Central
- Após o pré-tratamento, o gás residual misturado (ou gás residual orgânico único) entra na unidade de purificação principal:
- Gás residual orgânico de baixa concentração: O equipamento de oxidação fotocatalítica utiliza luz UV para decompor moléculas de VOC, e o ozônio auxilia na oxidação dessas moléculas em substâncias inofensivas.
- Gás residual orgânico de média e alta concentração: Mude para uma torre de adsorção de carvão ativado (preenchida com carvão ativado granular) para adsorver eficientemente solventes orgânicos, como benzeno, tolueno e acetona.
- Gases tóxicos (como Cl₂ e H₂S): Adicione uma torre de absorção química dedicada (por exemplo, Cl₂ é absorvido com uma solução de Na₂S₂O₃).
4. Purificação e Descarga Profunda
- Após o tratamento do núcleo, o gás residual entra em um desembaçador de alta eficiência para remover vapor de água residual e gotículas de névoa.
- Por fim, é descarregado através de uma chaminé de exaustão com pelo menos 15 metros de altura. Alguns laboratórios poderão necessitar de instalar instrumentos de monitorização online (para monitorizar COV e concentrações de ácidos e bases) para garantir a conformidade com as normas.

A chave para este processo é o “tratamento baseado na qualidade da coleta classificada” para evitar a poluição secundária causada pela mistura de diferentes gases de exaustão. A purificação em vários estágios também se adapta às características dos gases de exaustão do laboratório: baixo volume de ar, múltiplos componentes e emissões intermitentes.

Os gases de exaustão de baixa concentração provenientes de laboratórios universitários podem ser tratados com uma câmara de adsorção de carvão ativado de dois estágios. Este dispositivo de adsorção em cascata de dois estágios foi projetado para gases de exaustão de laboratório multicomponentes e de baixa concentração (como pequenas quantidades de VOCs, solventes orgânicos voláteis e pequenas quantidades de gases ácidos/alcalinos). Sua principal função é utilizar as propriedades de adsorção física do carvão ativado para purificar os gases de exaustão passo a passo, garantindo a conformidade com os padrões de emissão. Suas características e adaptabilidade são as seguintes:

Recursos principais
- Purificação escalonada para uma eficiência mais confiável:
A câmara de adsorção primária absorve primeiro a maioria dos poluentes nos gases de escape (especialmente aqueles com concentrações relativamente altas). Os vestígios de poluentes restantes entram então na câmara de adsorção secundária para uma purificação mais profunda. Este processo de adsorção dupla reduz significativamente o risco de falha de saturação em uma única câmara de adsorção. A eficiência geral de purificação normalmente atinge 85%-95%, atendendo aos rigorosos padrões de emissão de gases de escape de laboratório (como GB 16297). - Adaptável às características dos gases de escape de laboratório:
Os gases de escape de laboratório são frequentemente emitidos de forma intermitente (por exemplo, durante operações experimentais, não continuamente) e possuem componentes complexos (possivelmente contendo etanol, acetona, formaldeído, etc.). O projeto de adsorção em dois estágios pode lidar com essa volatilidade – mesmo que a concentração momentânea de um poluente específico seja ligeiramente elevada, o sistema de adsorção em dois estágios pode fornecer uma rede de segurança para evitar emissões excessivas.
- Manutenção flexível e custos gerenciáveis:
O carvão ativado na câmara de adsorção de dois estágios pode ser substituído separadamente (o primeiro estágio tem maior carga de adsorção e requer substituição mais frequente), eliminando a necessidade de substituição completa, reduzindo o desperdício de consumíveis. Além disso, o volume de carga de carvão ativado é normalmente pequeno (adequado para exaustão de laboratório de baixo volume), resultando em custos de manutenção mais baixos do que grandes equipamentos industriais, tornando-o adequado para os orçamentos dos laboratórios escolares.

Cenários e precauções aplicáveis
- Adequado para laboratórios de química, biologia e ciência de materiais, tratando gases residuais orgânicos que não sejam altamente concentrados ou corrosivos (gases fortemente ácidos, por exemplo, requerem neutralização prévia).
- É necessária a monitorização regular do desempenho de adsorção (por exemplo, utilizando detectores de odores e VOC), e o carvão activado saturado deve ser substituído imediatamente para evitar a penetração de poluentes após a saturação. Se o gás de exaustão contiver poeira ou material particulado, um dispositivo de pré-tratamento (como um filtro) deverá ser instalado antes da câmara de adsorção para evitar o entupimento dos poros de carvão ativado e afetar a eficiência de adsorção.

Este projeto equilibra a eficácia da purificação com as necessidades reais do laboratório e é uma solução comum para o tratamento descentralizado de gases de exaustão em pequena escala, reduzindo efetivamente o impacto dos gases de exaustão do laboratório no ambiente circundante.