活性炭吸附装置事故原因及分析

活性炭吸附装置事故原因及分析

 

用活性炭处理有机废气是企业控制挥发性有机化合物的常用方法。目前，活性炭吸附装置基本上用于电子厂废气处理和化工行业废气处理的组合工艺中。或紧急疏散系统末端的VOCs处理，将使用活性炭吸附箱。因此，作为一种广泛应用于挥发性有机化合物处理市场的活性炭吸附工艺，很少有人能完全掌握其废气处理系统的安全性。针对企业使用活性炭处理有机废气的安全问题，结合企业废气处理现场设备维护的技术经验，从以下几个方面进行详细阐述。

 

一、活性炭的制备及***性

 

活性炭是一种经过***殊处理的碳。有机原料(果壳、煤、木材等。)在隔***空气的条件下加热，还原非碳成分(这个过程称为碳化)，然后与***定气体反应，表面被侵蚀，形成微孔发达的结构(这个过程称为活化)。因为活化过程是一个微观过程，即***量分子碳化物的表面侵蚀是点状侵蚀，活性炭表面有无数细小的孔隙。

 

活性炭表面的微孔***多直径在2 ~ 50 nm。即使少量的活性炭也有巨***的表面积，每克活性炭的表面积为500 ~ 1500 m2。活性炭几乎所有的应用都是基于活性炭的这一***性。

 

基于此，将颗粒活性炭用于有机废气的处理，使气流通过活性炭层被吸附，进而降低有机废气的浓度。吸附过程是污染物分子吸附在固体表面的过程，分子自由能会降低。因此，吸附过程是一个放热过程，释放的热量称为污染物在固体表面的吸附热。

 

活性炭除了物理吸附VOCs外，活性炭本身和吸附的有机物也会随着氧气缓慢氧化，其较***的比表面积也会加剧这一氧化过程。此外，当废气中含有一些不相容的化学物质时，不相容反应会在活性炭的催化下加速。这些都是放热过程，也会造成活性炭的蓄热风险。

 

二、活性炭吸附装置事故原因及分析

 

参考以往活性炭罐和储罐的事故现场，***多具有以下***点:

 

***多数事故发生在夏季高温季节，事故当天温度高，阳光直射时间长，白天平均温度在32℃以上。

 

燃烧活性炭吸附罐中的活性炭很长时间没有更换，灰分杂质多。

 

通过活性炭吸附箱的废气成分复杂。它含有丙酮、乙酸乙酯、醇类、二氯甲烷、有机胺、酸性废气和碱性废气。

 

事故当天废气浓度波动较***，均发生在低工况，废气量减少，部分空气直接进入废气。

 

结合事故发生时的现场调查、生产情况和以往的异常情况分析，推测这些活性炭吸附罐火灾爆炸的直接原因是:高温下活性炭处理(吸附)工况复杂的废气过程中的热量(物理和化学)。由于长期未更换活性炭，灰分高，床层散热差，不利于对流散热。热量在床内积聚，并在其中形成局部热点。结果，其温度达到活性炭的自燃点或混合有机气体的闪点。同时，部分空气进入废气，与可燃物质形成爆炸性混合气体，***终导致事故发生。(当然静电也可能是可能的点火源)

 

活性炭吸附是一个放热过程，有机物的吸附和氧化会释放出***量的热量。对于一些成分复杂的化合物(可能会产生不相容的反应并放出热量)，活性炭表面的吸附和反应会释放出***量的热量，尤其是废气中的化学物质浓度较高的情况下。放热过程能否达到燃点，取决于***终的热平衡，即热量能否及时转移走。在吸附过程中，除热的方式主要依靠对流。对流不利时(风量小)，热量积聚，炭床内温度会上升到其着火温度，导致可燃废气混合物着火或活性炭自燃。