活性炭吸脫附

活性炭吸脫附-催化燃燒法處理含VOCs廢氣安全性分析策略解城華上海常逸環(huán)?？萍加邢薰旧虾?01906摘要：為了提高含VOCs廢氣的綜合處理效率，將活性炭吸脫附-催化燃燒法進(jìn)行綜合應(yīng)用具有一定優(yōu)勢。但是在活性炭吸脫附-催化燃燒法處理過程中，如果控制不當(dāng)會導(dǎo)致活性炭炭箱出現(xiàn)燜燃現(xiàn)象，直接威脅該工藝的安全性和穩(wěn)定性，甚至?xí)ぷ魅藛T產(chǎn)生人身安全威脅，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失。因此，需要對活性炭吸脫附-催化燃燒法在處理中的安全性進(jìn)行深入分析，并且要對導(dǎo)致工藝流程出現(xiàn)燜燃現(xiàn)象的具體原因進(jìn)行研究，才能夠采取有效措施加強(qiáng)活性炭吸脫附-催化燃燒法在處理過程中的質(zhì)量控制工作，提高含VOCs廢氣處理的安全水平。關(guān)鍵詞：活性炭吸附；熱脫附燃燒法；含VOCs廢氣；安全性前言在對含VOCs廢氣進(jìn)行處理的過程中，活性炭吸附作為主要方法之一，能夠保證含VOCs廢氣的處理效率。含VOCs廢氣是空氣污染防治的重要內(nèi)容。在處理過程中，還要對活性炭吸脫附-催化燃燒法技術(shù)進(jìn)行有效應(yīng)用。將活性炭吸脫附-催化燃燒法進(jìn)行綜合應(yīng)用，能夠保證含VOCs廢氣綜合處理效果，提高含VOCs廢氣的綜合處理效益。為了充分發(fā)揮應(yīng)該處理工藝的應(yīng)用優(yōu)勢，需要對其在應(yīng)用過程中的安全性進(jìn)行分析，主要通過具體事故表現(xiàn)和事故原因，采取有效措施加強(qiáng)活性炭吸脫附-催化燃燒法在處理過程中的質(zhì)量控制工作。1.2.含VOCs廢氣處理現(xiàn)狀在含VOCs廢氣處理過程中，活性炭是其中的關(guān)鍵技術(shù)。揮發(fā)性有機(jī)物指的是常壓下沸點(diǎn)范圍在260°C以下或者在常溫狀態(tài)下飽和蒸氣壓在70Pa以上，以蒸汽形式在空氣中存在的物質(zhì)。大多數(shù)VOCs會對人體感官產(chǎn)生刺激，并且會直接傷害人體，一部分含VOCs廢氣還屬于致癌物。大多數(shù)含VOCs廢氣都屬于易燃易爆廢氣，是PM2.5的前驅(qū)體。因此，需要重視對含VOCs廢氣的處理工作。在我國開展空氣污染防治的過程中，對含VOCs廢氣的關(guān)注度比較高，對我國含VOCs廢氣的排放量進(jìn)行分析，每年排放量達(dá)超過3,000萬噸，揮發(fā)性有機(jī)物與其他污染物存在極大差別，其在不同的生產(chǎn)領(lǐng)域都會產(chǎn)生。除了石化產(chǎn)品煉制、礦產(chǎn)品加工冶煉、煤炭熱解以及汽化等大型工業(yè)生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含VOCs廢氣外，在涂裝噴漆、精細(xì)化工以及食品加工等小規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)過程中也可能會產(chǎn)生含VOCs廢氣。因此，需要重視含VOCs廢氣的有效控制工作，這是空氣污染防治工作的重點(diǎn)內(nèi)容。目前，在對含VOCs廢氣進(jìn)行處理時(shí)，主要是以末端治理為主，吸附技術(shù)、氧化燃燒技術(shù)、冷凝法回收都屬于含VOCs廢氣的主要處理方法。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)含VOCs分析的具體特點(diǎn)對多種技術(shù)進(jìn)行相互組合，提高處理技術(shù)的應(yīng)用水平。不同的處理技術(shù)適用范圍都存在一定差別，其中吸附法更適合應(yīng)用在高通量、濃度比較低的含VOCs廢氣處理過程中，能耗水平比較低并且處理效率高，能夠有效凈化廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物。吸附工藝技術(shù)也比較成熟，在吸附技術(shù)應(yīng)用過程中其主要核心是吸附劑⑴1.2.活性炭吸脫附-催化燃燒處理技術(shù)在含VOCs廢氣處理過程中，對活性炭吸脫附-催化燃燒法處理技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，可以大大提高含VOCs廢氣的處理效率，對降低工藝的運(yùn)行成本有積極作用。在實(shí)際操作過程中可以利用預(yù)處理一吸附濃縮一解吸脫附一催化燃燒等不同工藝段，保證含VOCs廢氣的凈化效果。在具體的操作過程中，主要步驟包括以下內(nèi)容：（1）對有機(jī)廢氣利用水洗噴淋進(jìn)行預(yù)處理，確保其達(dá)到活性炭的吸附要求，防止在活性炭吸附含VOCs廢氣時(shí)微孔被堵塞。（2）將預(yù)處理后的廢氣送入到活性炭吸附箱內(nèi)完成吸附凈化過程，在活性炭吸附器飽和的情況下運(yùn)行熱脫附燃燒器；（3）在循環(huán)管路內(nèi)的氣流溫度一旦超過設(shè)計(jì)值可以自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)冷。利用熱氣流對飽和活性炭吸附進(jìn)行解吸脫附；（4）將有機(jī)物從活性炭有效脫附下來。在整個(gè)脫附操作過程中，有機(jī)廢氣可以被濃縮。之后濃縮的有機(jī)廢氣為原有濃度的十幾倍，濃縮廢氣被送到催化燃燒裝置完成氧化分解；（5）被分解成一氧化碳和H2O后，系統(tǒng)可以自動(dòng)切換，將凈化完成后的潔凈氣通過排風(fēng)機(jī)排放到大氣中⑵1.2.處理含VOCs廢氣的安全性分析1.2.工藝運(yùn)用實(shí)例與事故某公司對含VOCs廢氣進(jìn)行處理的過程中，主要利用的是活性炭吸脫附-催化燃燒進(jìn)行處理。在實(shí)際操作過程中，進(jìn)口和出口位置都安裝有防火閥，活性炭箱內(nèi)配備有空氣冷卻系統(tǒng)以及水噴淋消防系統(tǒng)。完成設(shè)備施工作業(yè)后，調(diào)試時(shí)，活性炭吸附飽和后開展活性炭熱脫附時(shí)，活性炭箱出現(xiàn)燜燃現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)比較及時(shí)，并采取了有效的救火措施。在此次事故中并未造成人員損失和財(cái)產(chǎn)損失。為了對此次事故問題進(jìn)行深入分析，掌握活性炭吸脫附-催化燃燒在含VOCs廢氣治理過程中的安全性，需要對具體的工藝運(yùn)行流程進(jìn)行研究，并且要分析事故發(fā)生原因。1.2.匚藝運(yùn)行流程在此次項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中，對企業(yè)的具體生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，此次項(xiàng)目中涉及的有機(jī)化合物主要包括、苯、甲苯、二甲苯、非甲烷總烴等。在實(shí)際生產(chǎn)過程中的工藝流程包括以下內(nèi)容：（1）在噴漆廢氣凈化過程中需要對涂裝廢氣進(jìn)行板式過濾，然后利用油漆顆粒進(jìn)行吸附攔截，氣體進(jìn)入催化燃燒前端的過濾器后，可以及時(shí)去除氣渣以及微小顆粒和灰塵，然后經(jīng)過蜂窩狀活性炭吸附，確保處理后的廢氣能夠達(dá)到排放目標(biāo)。（2）在吸附飽和后，活性炭通過催化燃燒進(jìn)行再生，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，需要在生產(chǎn)的同時(shí)完成吸附，飽和后的活性炭進(jìn)行再生。（3）在此次脫附燃燒的過程中主要是以離線形式進(jìn)行操作，并不需要人工完成活性炭操作，只需要切換閥門就可以實(shí)現(xiàn)活性炭吸附器的吸附狀態(tài)以及再生狀態(tài)切換。（4）含VOCs廢氣處理系統(tǒng)運(yùn)行過程中，可以在整個(gè)系統(tǒng)中注入新風(fēng)，防止溫度過高而導(dǎo)致貴金屬催化劑失活，并且可以有效避免脫附熱空氣溫度比較高引發(fā)的燜燃問題。在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，排風(fēng)筒是必要設(shè)備，可以直接將凈化完成的廢氣通過排風(fēng)筒排到大氣中。1.2.工藝事故原因分析對此次事故原因進(jìn)行調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)燜燃炭箱為1號炭箱，在起引燃隔壁炭箱的部分活性炭，通過監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行排查，1號炭箱燜燃的同時(shí)處于熱脫附過程。導(dǎo)致炭箱燜燃的原因比較多，對不同的原因進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)主要包括以下幾種：（1）在系統(tǒng)熱脫附中，在炭箱溫度升高的情況下，原有的消防系統(tǒng)未及時(shí)反映異常情況，無法實(shí)現(xiàn)火災(zāi)預(yù)警，燜燃后引燃隔壁炭箱。主要是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置不合理，未能發(fā)揮預(yù)警作用；（2）在設(shè)備運(yùn)行過程中自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，對含VOCs廢氣處理產(chǎn)生影響，導(dǎo)致其超出正常設(shè)定范圍，再加上在活性炭吸附技術(shù)應(yīng)用過程中選擇的產(chǎn)品質(zhì)量比較差，導(dǎo)致在設(shè)定范圍內(nèi)出現(xiàn)自燃情況[3]在掌握事故原因后對原有消防報(bào)警系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)與安裝，提高了消防報(bào)警系統(tǒng)的靈敏度。此外，在使用過程中為了保證炭箱的穩(wěn)定性，防止出現(xiàn)燜燃問題，最好將進(jìn)入吸附箱的廢氣控制在40°C以下，脫附溫度控制在90°C以下。在對活性炭進(jìn)行選擇時(shí)，需要根據(jù)吸附質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、直徑確定合適的活性炭孔徑，從而確保活性炭的吸附效果和安全性。一般活性炭利用率孔徑最高為吸附物質(zhì)直徑的1.7到3倍左右。對一些大分子含VOCs廢氣進(jìn)行處理時(shí)，需要盡可能選擇中大孔徑的活性炭，可以保障吸附效果。1.2.結(jié)語總而言之，為了充分發(fā)揮活性炭吸脫附-催化燃燒的積極作用，需要了解影響技術(shù)運(yùn)行安全的各項(xiàng)因素。在此次工程設(shè)計(jì)過程中，出現(xiàn)火災(zāi)事故的主要原因是未對活性炭的質(zhì)量、廢氣熱性能、熱脫附過程進(jìn)行有效控制，再加上防火報(bào)警系統(tǒng)設(shè)置不合理，導(dǎo)致其在系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)火災(zāi)事故時(shí)不能及時(shí)報(bào)警。綜合這些因素，在之后的系統(tǒng)施工過程中，需要加強(qiáng)處理系統(tǒng)的控制與管理工作，提高活性炭-催化燃燒法的應(yīng)用效果。參考文