活性炭吸附裝置事故原因及分析

 

用活性炭處理有機廢氣是企業控制揮發性有機化合物的常用方法。目前，活性炭吸附裝置基本上用于電子廠廢氣處理和化工行業廢氣處理的組合工藝中?；蚓o急疏散系統末端的VOCs處理，將使用活性炭吸附箱。因此，作為一種廣泛應用于揮發性有機化合物處理市場的活性炭吸附工藝，很少有人能完全掌握其廢氣處理系統的安全性。針對企業使用活性炭處理有機廢氣的安全問題，結合企業廢氣處理現場設備維護的技術經驗，從以下幾個方面進行詳細闡述。

 

一、活性炭的制備及***性

 

活性炭是一種經過***殊處理的碳。有機原料(果殼、煤、木材等。)在隔***空氣的條件下加熱，還原非碳成分(這個過程稱為碳化)，然后與***定氣體反應，表面被侵蝕，形成微孔發達的結構(這個過程稱為活化)。因為活化過程是一個微觀過程，即***量分子碳化物的表面侵蝕是點狀侵蝕，活性炭表面有無數細小的孔隙。

 

活性炭表面的微孔***多直徑在2 ~ 50 nm。即使少量的活性炭也有巨***的表面積，每克活性炭的表面積為500 ~ 1500 m2。活性炭幾乎所有的應用都是基于活性炭的這一***性。

 

基于此，將顆?；钚蕴坑糜谟袡C廢氣的處理，使氣流通過活性炭層被吸附，進而降低有機廢氣的濃度。吸附過程是污染物分子吸附在固體表面的過程，分子自由能會降低。因此，吸附過程是一個放熱過程，釋放的熱量稱為污染物在固體表面的吸附熱。

 

活性炭除了物理吸附VOCs外，活性炭本身和吸附的有機物也會隨著氧氣緩慢氧化，其較***的比表面積也會加劇這一氧化過程。此外，當廢氣中含有一些不相容的化學物質時，不相容反應會在活性炭的催化下加速。這些都是放熱過程，也會造成活性炭的蓄熱風險。

 

二、活性炭吸附裝置事故原因及分析

 

參考以往活性炭罐和儲罐的事故現場，***多具有以下***點:

 

***多數事故發生在夏季高溫季節，事故當天溫度高，陽光直射時間長，白天平均溫度在32℃以上。

 

燃燒活性炭吸附罐中的活性炭很長時間沒有更換，灰分雜質多。

 

通過活性炭吸附箱的廢氣成分復雜。它含有丙酮、乙酸乙酯、醇類、二氯甲烷、有機胺、酸性廢氣和堿性廢氣。

 

事故當天廢氣濃度波動較***，均發生在低工況，廢氣量減少，部分空氣直接進入廢氣。

 

結合事故發生時的現場調查、生產情況和以往的異常情況分析，推測這些活性炭吸附罐火災爆炸的直接原因是:高溫下活性炭處理(吸附)工況復雜的廢氣過程中的熱量(物理和化學)。由于長期未更換活性炭，灰分高，床層散熱差，不利于對流散熱。熱量在床內積聚，并在其中形成局部熱點。結果，其溫度達到活性炭的自燃點或混合有機氣體的閃點。同時，部分空氣進入廢氣，與可燃物質形成爆炸性混合氣體，***終導致事故發生。(當然靜電也可能是可能的點火源)

 

活性炭吸附是一個放熱過程，有機物的吸附和氧化會釋放出***量的熱量。對于一些成分復雜的化合物(可能會產生不相容的反應并放出熱量)，活性炭表面的吸附和反應會釋放出***量的熱量，尤其是廢氣中的化學物質濃度較高的情況下。放熱過程能否達到燃點，取決于***終的熱平衡，即熱量能否及時轉移走。在吸附過程中，除熱的方式主要依靠對流。對流不利時(風量小)，熱量積聚，炭床內溫度會上升到其著火溫度，導致可燃廢氣混合物著火或活性炭自燃。