除平面設計系統外,給排水系統、電力系統、供氣系統蒸汽-冷凍系統、真空系統、通風系統等都屬于公用設施,在化學實驗室運轉和安全管理體系中占很大比重。
(1)供水系統
化學實驗室用水主要有冷卻、工藝及清潔等用途,配備上下水嘴。水龍頭用水處應遠離電插座、氣嘴和真空閥門。供水要保證所必需的水壓、水質和水量以保證儀器設備正常運行,室內總閥門應設在易操作的顯著位置,下水道應采用耐酸堿腐蝕的材料,地面應有地漏。
(2)供電系統
化學實驗室用電主要包括照明電和動力電兩大部分。其中,動力電主要用于各類儀器設備用電,電梯、空調等的電力供應;實驗室供電系統也是實驗室基本的條件之一,電源插座由10A、13A、16A、20A漏電保護開關,過載保護開關等構成電源插座應遠離水盆和煤氣、氫氣的噴嘴口等,并且不能影響實驗臺儀器的放置和操作位置。
總控制箱要在實驗區域外,最好箱內保持正壓狀態;可能有有機氣體存在的實驗室,要用防爆電器。在有機實驗室內,要配備易燃氣體報警裝置和除靜電球。
(3)供氣系統
實驗室用氣都是帶有一定的壓力的,如果操作不當會造成氣體不受控制而泄放,從而導致事故,所以一般是通過輸氣管把氣體輸送到實驗室內。
氣體鋼瓶要安放在室外的鋼瓶室內,通過不銹鋼等耐壓管道輸送到實驗室。實驗室用氣主要有不燃氣體(氣、二氧化碳)、惰性氣體(氣、氦氣等)、易燃氣體(氫氣、一氧化碳)劇毒氣體(氟氣、氯氣、氨氣)、助燃氣(氧氣、空氣)等。
原則上氣體鋼瓶不得進入實驗室,如無輸氣管的實驗室臨時用氣,鋼瓶應放置在專用箱柜中使用,用后應及時歸庫。則上只有不燃氣、惰性氣體可以臨時在實驗室內使用。
所有的管線在安裝完畢后一定要做氣密性實驗,并在使用前要先除油。
鋼瓶裝易燃、易爆氣體可與惰性氣體同柜,但是杜絕兩種易燃氣體同柜。
(4)真空系統
真空系統是實驗室常用的物料分離、輸送及干燥的公用設施,因過程中系統處于負壓,可能會有諸多工藝、設備等安全隱患。
①真空泵一般有水泵、油泵和無油泵三類,泵與管線及裝置構成了真空系統。
②真空系統常用于蒸餾和液體物料輸送。在真空中,液體沸點降低,可以快速蒸出低沸點液體物料,或在較低溫度下(相對于正常沸點)蒸出高沸點、易分解液體物料。
③真空系統中玻璃儀器磨口連接處要涂真空油脂,避免氣或產生粘連咬合狀況。若真空油脂會造成污染,可以纏特氟龍帶以保持真空、避免粘連咬合。
④真空條件下物料揮發性被放大,無論系統冷卻效率強弱,都會有物料進入泵中,操作時泵須放在通風櫥內,避免揮發性物料對操作人員造成傷害,或局部可燃性蒸氣濃度過高釀成安全隱患。
⑤熱的液體物料突然抽真空會爆沸,致使實驗失敗或玻璃瓶爆炸。真空下燒瓶爆炸碎片是向外飛的,非常危險!因此真空蒸餾時,應該先抽真空、再加熱,同時用有機玻璃擋板把作者和蒸餾瓶隔開。
⑥物料用真空脫水或低沸溶劑時,最后會達到一個平衡--水或低沸溶劑含量不再降低,通入微量惰性氣體可以使之降低;但氣體量變大會造成產品損失或事故隱患。
⑦真空干燥是化學實驗室常用的固體干燥方法,但固體物料干燥時也會達到一個平衡--水或低沸溶劑含量不再降低,通入微量惰性氣體可以打破平衡,帶走水分或溶劑。
⑧若用油泵做真空操作,實驗結束后,應該把油泵和系統隔離后,再運行 10~ 15 min,以清除進人油泵中的易揮發物。
(5)通風系統
在化學實驗室科研、分析過程中,有毒、有害或腐蝕氣體的產生是不可避免的。為避免對科研人員的健康造成不利影響,或避免其累積造成安全隱患,及時排除這些有毒氣體是十分必要的,因此,設計有效的通風系統就至關重要了化學實驗室的通風系統最新觀念就是將整個實驗室當作是-臺通風柜,排氣的同時適當供應新風保持實驗室負壓,科人員應在通風系統上風頭。化學實驗室常用排風設備主要有:通風柜、原子吸收罩、萬向排氣罩、吸頂式排氣罩、臺上式排氣罩等。其中通風櫥最為常見。
①通風櫥通風是安全防護必不可少的關鍵措施,其作用在干能有效降低有毒、有害等危險化學氣體和科研人員的接觸;②通風櫥要用防火材料制造,門面玻璃要防爆;
③實驗中通風櫥應常開,風速應控制在(0.5±0.1)m/s;④除投料、后處理外,其他實驗過程中視窗要拉下來,據實驗臺面15~20cm為宜;
⑤實驗中不得將頭伸人通風櫥內觀察;
⑥通風櫥操作區域內要保持暢通,不得存放物品
(6)廢氣處理
通過通風系統,可以大幅降低科研人員暴露在有毒、有害或腐蝕化學氣體中受到傷害的程度,但是排出的廢氣不加以治理,就會造成土壤、大氣的污染,貽害社會。為此,化學實驗室廢氣治理勢在必行。
化學實驗室廢氣一般有易揮發的有機或無機氣體,如二氯甲烷、甲苯、四氫呋喃等,或二氧化硫、氯化氫、二氧化氮、氨氣,以及氣體夾帶的些許化學品顆粒。廢氣治理常規有以下途徑。
①實驗室通風系統統一出口;
②)活性炭吸附;
③噴淋脫水溶性廢氣;
④)凈化達標后放空。
如下圖所示為化學實驗室廢氣處理流程圖。