全國服務(wù)咨詢熱線:

18802699870

article技術(shù)文章
首頁 > 技術(shù)文章 > 關(guān)于活性炭處理VOCs廢氣的安全問題

關(guān)于活性炭處理VOCs廢氣的安全問題

更新時間:2024-10-25      點擊次數(shù):1911

活性炭吸附處置VOCs廢氣是VOCs治理行業(yè)|為普遍通用的做法,目前組合工藝中,基本少不了VOCs活性炭吸附系統(tǒng),或者應(yīng)急排空系統(tǒng)的末端VOCs治理措施都是活性炭箱體,那作為VOCs治理市場中用的|為廣泛的活性炭吸附工藝,其系統(tǒng)的安全性其實是很少有人能*掌握,下面我們來梳理下:

 

活性炭處理廢氣相關(guān)安全問題
 

在醫(yī)藥化工行業(yè)的廢氣處理過程中,活性炭吸附裝置得到了廣泛的應(yīng)用。尤其在VOCs治理方面,部分公司由于資金有限,RTO蓄熱焚燒等處置方式成本較高,活性炭吸附在此時成為一個頗具性價比的選擇。成本的問題是考慮到了,但是其中的安全風(fēng)險是否考慮到了呢?

 
01
活性炭的制備與特性

活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭,將有機原料(果殼、煤、木材等)在隔絕空氣的條件下加熱,以減少非碳成分(該過程稱為炭化),然后與特定氣體反應(yīng),表面被侵蝕,產(chǎn)生微孔發(fā)達的結(jié)構(gòu)(此過程稱為活化)。由于活化的過程是一個微觀過程,即大量的分子碳化物表面侵蝕是點狀侵蝕,所以造成了活性炭表面具有無數(shù)細(xì)小孔隙。

 

 

活性炭表面的微孔直徑大多在2~50 nm之間,即使是少量的活性炭,也有巨大的表面積,每克活性炭的表面積為500~1500 m2,活性炭的一切應(yīng)用,幾乎都基于活性炭的這一特點。

 

正是基于這一點,所以在有機廢氣處理時使用顆?;钚蕴?,讓氣流通過活性炭層進行吸附,進而降低有機廢氣的濃度。而吸附過程是污染物分子被吸附到固體表面的過程,分子的自由能會降低,因此,吸附過程是放熱過程,所放出的熱稱為該污染物在此固體表面上的吸附熱。

 

VOCs在活性炭中除了有物理吸附現(xiàn)象外,活性炭本身以及吸附的有機物還會與氧氣發(fā)生緩慢氧化,其較大的比表面積會也會加劇這一氧化的過程。此外當(dāng)廢氣中含有一些不相容的化學(xué)物質(zhì)時,其不相容反應(yīng)在活性炭的催化下也會加速。這些都是放熱的過程,同樣會引起活性炭的熱積聚風(fēng)險。

 
02
活性炭設(shè)備事故原因及分析

參照以往發(fā)生過的活性炭箱、罐事故場景,多具備以下特征:

 

1、事故多發(fā)生在夏季高溫,事故當(dāng)日氣溫較高,太陽直射時間較長,白天平均氣溫達到了32℃以上。

2、著火的活性炭吸附罐中的活性炭長時間未更換環(huán),灰分雜質(zhì)很多。

3、經(jīng)過活性炭吸附罐的廢氣成分比較復(fù)雜。含有丙酮、乙酸乙酯、醇類、二氯甲烷、有機胺類以及酸性廢氣及堿性廢氣。

4、事故當(dāng)天廢氣的濃度波動較大,均發(fā)生在低工況時,廢氣量減少,部分空氣直接進入了廢氣中。

 

結(jié)合事故發(fā)生時的現(xiàn)場調(diào)查、生產(chǎn)情況、以往異常情況分析,推測這幾起活性炭吸附罐著火和爆炸的直接原因:氣溫較高的情況下,工況復(fù)雜的廢氣經(jīng)過活性炭處理(吸附)過程中發(fā)熱(物理和化學(xué))。由于活性炭長時間未更換,灰分較高,床層散熱較差,不利于對流散熱。致使熱量在床層中積聚,在其中形成局部熱點。導(dǎo)致其溫度達到活性炭的自燃點或溫度達到了混合有機物氣體的閃點。同時部分空氣進入廢氣中與可燃物形成爆炸性混合氣體,終導(dǎo)致了事故的發(fā)生。(當(dāng)然靜電也可能是一個可能的點燃源)

 

活性炭吸附是放熱過程,有機物的吸附和氧化會釋放出大量熱量。對于一些成分復(fù)雜的化合物(可能會發(fā)生不相容的反應(yīng)而放熱),在活性炭表面上的吸附和反應(yīng)會釋放出大量的熱量,尤其是如果廢氣中的化學(xué)品濃度很高時。其放熱過程能否達到著火點取決于終的熱量平衡,即能否及時的將熱量轉(zhuǎn)移走。而在吸附過程中,熱移出的方式主要靠對流。對流不利(風(fēng)量較?。┑臅r候,熱量累計,碳床中的溫度將升高到其著火溫度,從而導(dǎo)致可燃廢氣混合物被點燃或活性炭自燃。

 
03
針對活性炭使用的建議

① 對于會產(chǎn)生高濃度有機廢氣的反應(yīng)罐、貯罐、過濾器等設(shè)備,為避免與氧氣形成爆炸性混合物,|好采用氮封系統(tǒng)保護,并以正壓輸送方式輸送到廢氣總管。

 

② 確保有機廢氣的冷凝裝置滿足生產(chǎn)負(fù)荷,所有的廢氣組分必須經(jīng)過有效的冷凝處理,降低有機氣體濃度。不相容的廢氣應(yīng)單獨預(yù)處理后再排入吸附罐中吸附處理。

 

③ 活性炭選材:使用點火溫度高,灰分低的活性炭作為吸附材料,并且及時更換。

 

④ 條件允許的話對吸附裝置進行降溫。

 

⑤ 定期檢查處理裝置、廢氣管路是否有不完整漏風(fēng)的情況,要保證管路不漏氣。

 

⑥ 吸附處理裝置前的廢氣管路安裝管路阻火器(阻爆轟型);管路上(分段)安裝泄爆片,廢氣緩沖罐上安裝泄爆板,泄爆板要有固定裝置。

 

⑦ 吸附裝置內(nèi)安裝噴淋滅火裝置,用來撲滅初期火災(zāi)(或者直接加裝自來水管路)手動或自動開啟。(也可以用蒸汽)

 

⑧ 在吸附床層安裝溫度探頭,監(jiān)測活性炭層的溫度發(fā)現(xiàn)異常時及時處置。

 

⑨ 應(yīng)急反應(yīng)與人員培訓(xùn)。培訓(xùn)人員發(fā)生火災(zāi)時的應(yīng)急處置能力,要能及時撲滅吸附處理裝置的火災(zāi),防止火災(zāi)蔓延。

廣州勱博儀器有限公司
地址:廣州市天河區(qū)高普路68號自編2號樓二樓201單元
郵箱:2944326673@qq.com
傳真:
關(guān)注我們
歡迎您關(guān)注我們的微信公眾號了解更多信息:
歡迎您關(guān)注我們的微信公眾號
了解更多信息