在考慮活性炭吸附裝置風(fēng)險(xiǎn)前，我們需要先了解一下活性炭的基本性質(zhì)和吸附的工藝原理。
活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭，將有機(jī)原料（果殼、煤、木材等）在隔絕空氣的條件下加熱，以減少非炭成分（此過(guò)程稱為炭化），然后與氣體反應(yīng)，表面被侵蝕，產(chǎn)生微孔發(fā)達(dá)的結(jié)構(gòu) （此過(guò)程稱為活化）。
由于活化的過(guò)程是一個(gè)微觀過(guò)程，即大量的分子碳化物表面侵蝕是點(diǎn)狀侵蝕 ，所以造成了活性炭表面具有無(wú)數(shù)細(xì)小孔隙。
活性炭表面的微孔直徑大多在2～50nm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500~1500m2，活性炭的一切應(yīng)用，幾乎都基于活性炭的這一特點(diǎn)。
而吸附過(guò)程是污染物分子被吸附到固體表面的過(guò)程，分子的自由能會(huì)降低，因此，吸附過(guò)程是放熱過(guò)程，所放出的熱稱為該污染物在此固體表面上的吸附熱。
有機(jī)廢氣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(jī)物還會(huì)與氧氣發(fā)生緩慢氧化，其較大的比表面積會(huì)也會(huì)加劇這一氧化的過(guò)程。
此外當(dāng)廢氣中含有一些不相容的化學(xué)物質(zhì)時(shí)，其不相容反應(yīng)在活性炭的催化下也會(huì)加速。這些都是放熱的過(guò)程，同樣會(huì)引起活性炭的熱積聚風(fēng)險(xiǎn)。
幾起活性炭吸附裝置事故的簡(jiǎn)單分析
在小編工作的這些年，以及同行交流過(guò)程中均遇到過(guò)活性炭吸附裝置燃爆或廢活性炭自燃的事故。下面小編就以曾經(jīng)接觸過(guò)的一些吸附處理裝置事故調(diào)查說(shuō)明活性炭吸附裝置的燃爆風(fēng)險(xiǎn)。
事故①：XX年8月XX日上午，某公司RTO廢氣焚燒爐塑料PP材質(zhì)廢氣緩沖罐（內(nèi)有活性炭，未識(shí)別到變更風(fēng)險(xiǎn)）發(fā)生爆炸事故。爆炸導(dǎo)致緩沖罐整體被炸碎，RTO前端風(fēng)管斷裂，部分碎片飛至周邊路面。沖擊波導(dǎo)致RTO冷卻塔塔體剝離脫落、堿洗塔堿液管路泄漏；所幸當(dāng)時(shí)周邊沒(méi)有行人通過(guò)，未造成人員傷害。
事故②：XX年7月XX日下午下班后，某公司2車間樓頂?shù)幕钚蕴课焦蓿◤U氣預(yù)處理）發(fā)生著火。所幸發(fā)現(xiàn)及時(shí)，未造成嚴(yán)重的蔓延，消防隊(duì)前來(lái)將大火撲滅。
事故③：XX年7月XX日中午11點(diǎn)左右，某公司1車間樓頂活性炭吸附罐（廢氣預(yù)處理）發(fā)生著火。因車間人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)火情，火勢(shì)在初期被撲滅。
通過(guò)對(duì)這幾起類似事故的調(diào)查，小編發(fā)現(xiàn)這幾起事故發(fā)生時(shí)均有以下類似的幾點(diǎn)：
事故均發(fā)生在夏季高溫，事故當(dāng)日氣溫較高，太陽(yáng)直射時(shí)間較長(zhǎng)。白天平均氣溫達(dá)到了32℃以上。
著火的活性炭吸附罐中的活性炭長(zhǎng)時(shí)間未更換環(huán)，灰分雜質(zhì)很多。
經(jīng)過(guò)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(jī)胺類以及酸性廢氣及堿性廢氣。
事故當(dāng)天廢氣的濃度波動(dòng)較大，均發(fā)生在低工況時(shí)，廢氣量減少，部分空氣直接進(jìn)入了廢氣中。
結(jié)合事故發(fā)生時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、生產(chǎn)情況、以往異常情況分析，推測(cè)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(guò)活性炭處理（吸附）過(guò)程中發(fā)熱（物理和化學(xué)）。由于活性炭長(zhǎng)時(shí)間未更換，灰分較高，床層散熱較差，不利于對(duì)流散熱。致使熱量在床層中積聚，在其中形成局部熱點(diǎn)。導(dǎo)致其溫度達(dá)到活性炭的自燃點(diǎn)或溫度達(dá)到了混合有機(jī)物氣體的閃點(diǎn)。同時(shí)部分空氣進(jìn)入廢氣中與可燃物形成爆炸性混合氣體，最終導(dǎo)致了事故的發(fā)生。（當(dāng)然靜電也可能是一個(gè)可能的點(diǎn)燃源）
根據(jù)以上內(nèi)容我們可以得知：
由于活性炭吸附是放熱過(guò)程。有機(jī)物的吸附和氧化會(huì)釋放出大量的熱量。對(duì)于某些種類成分復(fù)雜的化合物（可能會(huì)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(huì)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(shí)。其放熱過(guò)程能否達(dá)到著火點(diǎn)取決于最終的熱量平衡，即能否及時(shí)的將熱量移走。
而在吸附過(guò)程中，熱移出的方式主要靠對(duì)流。對(duì)流不利（風(fēng)量較?。┑臅r(shí)候，熱量累計(jì)，碳床中的溫度將升高到其著火溫度，從而導(dǎo)致活性炭自燃或點(diǎn)燃可燃廢氣混合物。

關(guān)于活性炭廢氣吸附裝置的幾點(diǎn)建議
當(dāng)我們了解了活性炭吸附裝置的風(fēng)險(xiǎn)以后，可以根據(jù)實(shí)際情況，有的放矢，采取一些針對(duì)性的措施。
總的來(lái)說(shuō)還是從阻止形成燃燒三要素的角度出發(fā)，從源頭設(shè)計(jì)，工程和管理措施上去發(fā)力，最終還是可以將吸附裝置的風(fēng)險(xiǎn)降到可接受范圍內(nèi)的。以下是一些建議措施：
① 對(duì)于會(huì)產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢氣的反應(yīng)罐、貯罐、過(guò)濾器等設(shè)備，為避免與氧氣形成爆炸性混合物，最好采用氮封系統(tǒng)保護(hù)，并以正壓輸送方式輸送到廢氣總管。
② 確保有機(jī)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(guò)有效的冷凝處理，降低有機(jī)氣體濃度。不相容的廢氣應(yīng)單獨(dú)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(diǎn)火溫度高，灰分低的活性炭作為吸附材料；
④ 條件允許的話對(duì)吸附裝置進(jìn)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(lái)?yè)錅绯跗诨馂?zāi)（或者直接加裝自來(lái)水管路）手動(dòng)或自動(dòng)開(kāi)啟。
⑧ 在吸附床層安裝溫度探頭，監(jiān)測(cè)活性炭層的溫度發(fā)現(xiàn)異常時(shí)及時(shí)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(shí)的應(yīng)急處置能力，要能及時(shí)撲滅吸附處理裝置的火災(zāi)，防止火災(zāi)蔓延。
來(lái)源：VOCs前沿