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中圖分類號:TF08 文獻標識碼:A
1 化驗室分類
現(xiàn)在的化驗室分類方法比較多,筆者將按照使用分析檢驗的方法闡述如下。第一類是化學分析檢驗室,第二類是儀器分析檢驗室。前者的特點是儀器設備簡單投資少,檢驗成本低,一般應用在常量組分的分析實驗上,但是不能忽視的是容易造成環(huán)境污染。后者的特點是使用的分析儀器設備必須是大型的和復雜的,但是這種分析檢驗結果還是比價簡單的,而且靈敏度高。但是這個一般使用在資金雄厚的大中型礦業(yè)企業(yè)。
2 化驗室組織機構
化驗室組織機構的設置對于化驗室工作來說是很重要的。它在具體工作中享有獨立開展業(yè)務的權利,并且在組織機構管理方面相對獨立性,堅持科學公正公平的態(tài)度完成每一項工作。具體架構圖如圖1所示。這其中化驗室各個工作人員目標分工明確,并用科學化實現(xiàn)高效地工作任務。
3 化驗室設計方案
目前的化驗室設計一般地是有建筑本身設計,化驗室及設備設計兩大部分組成。這兩部分的組成是相輔相成的,它是集中了建筑功能和工程技術和建筑藝術的結合體。建筑設計的主要依據(jù)是有關部門對建筑任務的要求,包括了建筑面積,工程造價等。還要有城建部門同意的設計批文以及建筑單位根據(jù)有關批文向設計單位辦理的手續(xù)。設計人員要根據(jù)以上設計文件,進行必要的調(diào)查研究,分析處理材料進行綜合設計建筑圖紙等。化驗室及設備設計是要滿足操作人員即化驗員的實際方便操作,舒適度,面積等,還有化驗用的儀器等。下面筆者以某化驗室為例分別闡述這兩部分的設計工作。
3.1建筑本身設計。化驗室建筑本身是要滿足對建筑的實際要求,一般來說要單獨的建筑并采用東西側為走廊,不同功能的房間分布在南北兩側。主要包括取樣室,天平室,藥品儲備室,儀器室等。最主要的是對走廊的要求,單面走廊寬是1.5m,如果是雙面走廊凈寬就要到1.82m,走廊上面有通風管道的話應保持在2.4-3.0m。而化驗室最好選在靠近煉鐵車間,分布如下:在一樓設取樣室,預處理室,天平室等,在二樓設更衣室,會議室,藥品儲備室等。
化驗樓選址應該滿足建筑用地,實驗用地等的環(huán)境要求,其中基地要與那些易燃易爆的生產(chǎn)車間有段距離,保障安全性。還要遠離噪聲震動源,確保試驗的科學性。
另外對化驗室建筑模數(shù)的要求是4m,4.5m,7.2m等,化驗室的進度模數(shù)取決于實驗臺長度和布置形式。目前通用的進深模數(shù)有6m,6.7m等。
3.2化驗室及設備設計
首先是化驗室內(nèi)的最基本布置,包括洗滌池,通風處,帶試劑架的工作臺,存放儀器的櫥柜燈。化驗室尺寸設計。尺寸的大小主要取決于化驗工作的要求,并要考慮安全性和發(fā)展的整體需要。一般來說,化驗室的高度尺寸操作空間的高度不應該小于2.5m,而專用工作空間應該說在2.6-3m。
化驗室必備硬件要求要有電力采用三相電。通風設施也必不可少,尤其是操作間中的加熱酸溶過程必須在通風櫥中進行。另外,化驗室還要有下水設施。
化驗室的主要設備一般分為以下幾方面(表1)。
而試驗臺的設計布置一般有周邊式,兩邊式等,主要有臺面和臺下支座構成。它的寬度為1.2-1.8m為宜,靠墻的試驗臺寬度0.75-0.9m,靠墻的儲物架寬度0.3-0.5m。而試驗臺的長度一般是寬度的1.5-3倍的樣子。在通道設置方面一般為1.5-2.1m。
在管線通道管線架方面要引出臺面供方面使用;藥品架的設置不宜很寬,要保持在能存放2個中型試劑瓶為準,寬度就是在200-300mm。另外在實驗臺下空間通常設有器皿柜,方便實驗用品的存放。
綜上所述,鋼鐵廠化驗室的建設和設計基本要求要準確,數(shù)據(jù)一定要可靠。化驗室的設計和建設筆者認為最好是有經(jīng)驗的公司進行前期設計策劃,還要在建設之前建立一套嚴格地管理制度。還要做好對化驗人員進行化驗知識的培訓,要求化驗人員嚴格按要求操作,同時做好抽檢檢查制度。總之在進入科技發(fā)展的今天,一些實驗室也要像安全、節(jié)能、環(huán)保、智能化方向發(fā)展,不斷順應時代需求,滿足生產(chǎn)需要。
參考文獻
室內(nèi)設計參數(shù)也是影響暖通空調(diào)能效的重要方面。由于實驗室人員流動較大、溫度、濕度、新風量等實驗室內(nèi)部條件變化范圍較大,設計時忽略這些參數(shù)的實際變化也會造成暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗升高。因此,不僅要考慮實驗室暖通空調(diào)滿負荷運轉狀態(tài)下的室內(nèi)設計參數(shù)的極值,更要充分考慮分析室內(nèi)環(huán)境參數(shù)在正態(tài)分布中的極大值,首先保證空調(diào)系統(tǒng)在常用狀態(tài)下具備較低的能耗值。
2提高暖通空調(diào)熱源及冷源系統(tǒng)節(jié)能性
提高暖通空調(diào)冷熱源的系統(tǒng)節(jié)能性主要體現(xiàn)在冷熱源的選擇與實現(xiàn)能源的梯利用上。目前常用的冷熱源系統(tǒng)主要有以下幾類:
a.電動冷水機組供冷,鍋爐供熱;
b.溴化鋰吸收式冷水機組供冷,鍋爐供熱;
c.直燃式溴化鋰冷熱水機組;
d.空氣源熱泵;
e.天然冷熱源。其中,應用最多的冷熱源類型是電動冷水機組供冷,鍋爐供熱,但這一類型能耗較高噪聲也較大,屬于最傳統(tǒng)但是最不節(jié)能的一種;而天然冷熱源碳排放量最低,能起到很好的降低能耗的作用,但是因技術不成熟而應用較少;綜合比較,在充分考慮實驗室外部環(huán)境和所在城市的最佳平衡點溫度等前提下,利用空氣源熱泵冷熱水機組能耗較低、碳排放較少、安裝運行較為方便且占用有效建筑面積較小,作為實驗室暖通空調(diào)的能熱源較為合適。實現(xiàn)能源梯度利用,意味著在高級能源階段即能耗較高的階段,將能源的消耗而產(chǎn)生的功用于發(fā)電,將這一過程產(chǎn)生的剩余熱量用于較低能耗階段的供熱制冷。這是由于兩者能源品味基本完全對應。這樣就可以提高冷熱源系統(tǒng)的功效形成“一源多效”,減少了冷熱源的系統(tǒng)能耗。此外,設計師還應該根據(jù)具體的冷熱源形式,經(jīng)過詳盡地計算推演以及充分考慮經(jīng)濟指標、結合價值工程原理來為整個系統(tǒng)選擇合理的供熱供冷設計溫度,實現(xiàn)低溫供熱高溫供冷,達到減排的目的。
3降低送風狀態(tài)點造成的運行能耗及費用
實驗室暖通空調(diào)設計中,風量平衡是需要重點考慮的一項。因為風量是否平衡決定了實驗室空氣環(huán)境是否安全。送風量、排風量、回風量、壓力風量和新風量共同影響了風量平衡。實驗室潔凈室的送風量與排風量要維持適宜的余風量,這部分風量差使得潔凈室風量具備了合理的壓差。但實時監(jiān)測中發(fā)現(xiàn),送風量和排風量受其他因素的影響,很難按設計情況完美的達到風量平衡,這就需要在設計師充分考慮合理的送風狀態(tài)點,同時考慮送風溫差大和較小的房間,利用自動控制系統(tǒng)盡量保持合理而穩(wěn)定的壓差。此外,有的項目單位在較高安全等級的實驗室中進行安全等級較低的實驗,一方面會在初期投資上造成巨大浪費,而且高安全等級的實驗室在暖通空調(diào)運行時由于需要控制送風點,就會使用如二次電加熱設備等。解決這類問題就需要設計師深入考慮、確定合適的送風點,在實驗室暖通空調(diào)設計時與項目單位確定好實驗室安全等級、避免采用二次電加熱,同時選用合理的風閥和控制系統(tǒng),將送風口和回風口設計在適當位置,避免產(chǎn)生劇烈變化的室內(nèi)壓差和各房間之間產(chǎn)生混亂的空氣流向。4利用數(shù)據(jù)庫和模擬手段“預演”設備運行隨著信息技術的發(fā)展,利用信息技術手段可以有效避免傳統(tǒng)人工計算、繪圖帶來的誤差,提高設計水平和效率,從根本上解決設計缺陷造成的設備運轉不良、能耗較高等問題。目前,除了使用Auto-CAD進行圖紙制作以及基于AutoCAD進行二次開發(fā)的設計技巧這些初級的信息技術,還有SQLsever2000數(shù)據(jù)庫、基于MagiCAD的BIM技術、EasyHVAC軟件、DeST軟件等手段可以用于進行暖通空調(diào)設計。這些信息技術手段可以實現(xiàn)多變量處理,將二維設計轉變?yōu)槿S設計,使設計師可以充分考慮影響暖通空調(diào)系統(tǒng)能耗的各類變量,在設計之初就充分考慮到設計方案的節(jié)能減排效果。另外,利用軟件模擬和仿真模型的建立可以更加直觀立體的測試設計方案的運行效果,科學地測定水系統(tǒng)供回水等各類參數(shù)在運行時的變化情況,充分模擬內(nèi)外部環(huán)境變化對空調(diào)系統(tǒng)能效的影響,及時監(jiān)測在冷負荷、新風量、最優(yōu)送風點等條件發(fā)生變化時PID控制器的控制效果。這樣就可以極大程度的避免因設計原因造成的二次施工而帶來的經(jīng)濟損失和能源損耗。
4.結束語
某一開放性化學實驗課題有多種實驗設計方案,一般在物質的制備、檢驗、分離、除雜的實驗中出現(xiàn)較多。它能全面綜合考查學生的化學知識、實驗技能、思維和表達能力。中考中,屬于較難題目。考試中應注意以下幾點:
一、實驗設計必需遵循科學性
實驗設計的對象為制取物質或進行物質性質的實驗,首先了解實驗的原理,這就是設計必需遵循的科學性。
二、實驗設計必需注意可行性
實驗的設計必需考慮儀器的性能,所用材料的資源豐富,價廉易得,這就是實驗的可行性。
三、實驗設計的安全性
(1)點燃可燃氣體(如H2、O2、CH4)或用CO、H2還原CuO、Fe2O3之前,要驗純,以防爆炸事故的發(fā)生。
(2)進行有毒氣體(如CO、SO2、NO2)實驗時,應在通風的環(huán)境中進行實驗,并注意尾氣的處理。CO要燃燒掉,SO2和NO2用堿溶液吸收,避免中毒。
(3)用加熱法制取并用排水法收集氣體時,要注意熄滅酒精燈與從水槽中移出導管的順序,避免水的倒流使試管炸裂。
例2.(09年南昌中考題)在整理化學實驗室時,發(fā)現(xiàn)一瓶失去標簽的白色粉未,可能是碳酸鈉,也可能是氫氧化鈣。白色粉未是哪種物質呢?請你提出猜想,并設計實驗進行探究。
解析:用NaCO3和Ca(OH)2在性質上的不同,設計實驗方案,推測實驗現(xiàn)象和結論。解題關鍵是找到和兩種物質混合現(xiàn)象不同的同一試劑。
答案: