活性炭吸附-脱附系统安全性分析及燃爆事故预防
回收技术包括吸收、冷凝、膜分离、吸附脱附等，吸附-脱附技术既能实现尾气达标排放，又能达到资源回收目的，且投资运行成本适中，综合性价比高，回收技术中市场占有率_。
01
吸附-脱附技术简介
由于吸附剂表面存在着未平衡和未饱和的分子引力或化学键力，当气体与吸附剂表面接触时，气体分子_能被吸附剂所吸引并在其表面浓聚，从而使废气的污染物与空气相分离，达到净化的目的。根据作用力的不同，吸附可分为物理吸附和化学吸附，有机废气吸附-脱附主要以物理吸附为主。吸附-脱附主要有预处理系统、吸附系统、脱附系统、冷凝系统和干燥系统组成，典型的“_吸附-脱附”工艺如图1所示。
尾气经收集后输送至吸附-脱附系统，首先经预处理系统（如冷凝、吸收、过滤）去除废气中的水汽、腐蚀性物质及颗粒物，防止末端设备腐蚀和吸附剂堵塞，同时降低末端负荷；然后流经吸附床，废气中的污染物吸附在吸附剂上，净化达标后高空排放；吸附剂饱和后通过阀门切换至另一吸附床，饱和后的吸附剂采用低压水蒸气高温解析_，污染物气化并脱离吸附剂，随水蒸气进入冷凝系统，并在贮槽中分层为水相和油相，其中水相送污水站处理，油相即有机溶剂，精制后可回收套用；_后的吸附剂残有大气水分，影响吸附效率，需要通过空气进行干燥，干燥后的吸附床等待另一吸附床饱和；_后循环往复，自动切换，吸附床状态及顺序如表1所示。
吸附-脱附系统运行的好坏与吸附质（废气）、吸附剂、脱附介质、冷媒等因素的特性息息相关。关于吸附剂常见的有活性炭、炭纤维、分子筛、树脂、硅胶等，其中由于活性炭具有较大的比表面积，丰富的孔径结构，且价格相对低廉，极具性价比；关于脱附介质常采用水蒸气、氮气等。而采用活性炭作为吸附剂、水蒸气作为脱附介质技术_为成熟，应用也_为广泛。但由于吸附是有机废气积聚、浓度提升的过程，且空间狭小，有机废气易燃等因素，燃爆事件时有发生，然国内目前缺乏公开的吸附-脱附系统安全性分析及事故防范相关文献。笔者根据多年的废气治理工程经验及安全事故调查工作，对有机废气活性炭吸附-脱附系统的安全性进行分析和燃爆事故预防。
02
安全性分析
吸附-脱附的主要工序有吸附、解析、干燥和等待四个过程，本文从过程角度分析有机废气活性炭吸附-脱附系统的安全性。
2.1 吸附过程
经预处理后的废气进入吸附罐，废气中的有机物附着于活性炭上，随着吸附时间的延长，罐内的有机物越积越多；同时由于吸附罐体积有限，废气中又混有空气或氧气，罐内的混合气体往往处于可燃物的爆炸_范围之内或高于可燃物的爆炸上限（可燃）。吸附罐内的活性炭和有机物均为可燃物，所以，一旦遇到高温、静电、火花等，即能触发安全事故，吸附过程也是发生事故_多的环节。吸附-脱附系统装置通常采用金属材质制作，一般会做好防雷接地工作，静电因素导致的安全事故极少；罐体、管路及阀门等密封性较好，且吸附罐前设有阻火器，罐内可燃物几乎不与外界接触，火花引起的吸附-脱附系统的事故可能性甚微；通常吸附过程中发生事故主要由高温引起。吸附属于放热过程，而活性炭本身导热性能很差，加之吸附罐装有保温，产生的吸附热大部分会被流经炭床的洁净气带走，但炭床的温度随着吸附时间的增加而升高，同时，炭床堆积的不均匀时不利于热量疏散；煤基活性炭往往含有金属杂质，在炭的活化过程中形成微量炭基金属氧化物催化剂，废气中的某些成分发生化学反应，并放出大量热；有机废气中的丙酮、环己烷、四氢呋喃、甲缩醛等物质，易在空气中形成过氧化物或_氧化物，这些过氧化物在室温下即可自燃或氧化，并发出大量化学热；一旦热量未能及时导出，炭床温度达到可燃物的起燃温度，应急措施未安装或不及时响应便可引发安全事故。
2.2 解析过程
当炭床吸附饱和之后，需要采用高温水蒸气或氮气进行脱附，从而使炭床恢复吸附性能。在通入水蒸气前往往会通入氮气对炭床内的空气进行置换，即便不通入氮气或不采用热氮脱附，解析时罐体内充满大量水蒸气，几乎没有氧气，炭床不具备燃爆条件，故解析过程中安全事故鲜有发生。
2.3 干燥过程
解析后的炭床含有大量水汽，严重影响系统的吸附效率，需要通入干燥空气对炭床进行干燥。为缩短干燥时间，往往对干燥气进行加热，换热器设置不合理时，空气温度过高，常引起炭床起火；此外，解析不_，或支撑腐蚀炭床坍塌形成局部死角等，炭床内仍残余大量有机物，也会造成炭罐的燃爆。
2.4 等待过程
经干燥冷却后的罐体在另一炭床吸附饱和之前，一直处于等待状态，该过程罐体阀门关闭，炭床内无有机物，不具备燃爆条件。因此，该过程通常不会发生安全事故。
03
事故防范
1）静电导出及防雷接地：废气在管道、炭床内流通摩擦易形成静电，系统设计须考虑静电导出，包括炭床内静电导出杆和整体设备的静电接地，仪表选型严格按_规范执行。
2）温度监控：系统设计应有多断面、多点位的温度监测系统，并与控制系统的PLC相连，PLC对所有温度信号进行判断并采取相应措施。
3）控制吸附时间：由于吸附过程是罐体内有机废气积聚浓度升高过程，应严格控制吸附工序时间，即达到_时间即便炭床未穿透，强制进入脱附工序，以防局部空间形成爆炸_，根据笔者经验，吸附时间不宜_过24h。
4）吸附剂选择及处理：选择正规厂家生产的高纯度活性炭，防止活性炭杂质过多形成自催化，尤其是用于易形成过氧化物的有机废气的治理；使用甲磺酸等溶剂对活性炭进行处理改性，降低活性炭自燃点，阻燃易爆。
5）氮气保护：氮气阀门与解析工序及温度监控连锁，进入解析工序后，先开启氮气系统，对穿透炭床进行置换，再开启蒸汽阀进行解析，防止炭床内饱和有机废气遇到高温蒸汽发生燃爆；当炭床温度高于设定值，氮气阀自动开启，抑燃；或使用热氮作为加热解析的脱附剂。
6）紧急降温：由降温水管路、水喷淋系统和自动阀门组成，当炭床温度高于设定值，开启氮气保护的同时，紧急降温系统启动进行降温或灭火；该吸附器立即进入脱附状态进行冷却，有效防止吸附芯自燃；并立即开启三通放空阀使之与车间设备隔离。此外，蒸汽阀也可同时开启，即强制执行解析，三重保护，有效防止炭床自燃。
04
结语
通过对有机废气活性炭吸附-脱附系统运行过程中可能发生燃爆事故的原因进行分析，针对性提出静电导出、温度监控、吸附时间控制、吸附剂选择及处理、氮气保护和紧急降温等系统设计中应考虑的事故防范措施。对活性炭吸附-脱附系统装置的设计生产和事故预防提供借鉴。
免责声明：此资讯来源VOCs治理减排技术、VOCs_，德佳环保发布此文出于传递更多信息之目的，如涉及作品内容、版权等问题，请及时联系我们删除。
德佳环保（除尘器设备制造厂家，供应布袋式除尘器、36365线路检测中心、锅炉除尘器等环保设备）
