一、活性炭吸附箱燃爆的原因
氣溫較高的情況下,工況復(fù)雜的廢氣經(jīng)過活性炭處理過程中發(fā)熱。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)然靜電也是一個(gè)可能的點(diǎn)燃源。
由于活性炭吸附是放熱過程,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)地將熱量移走。
而在吸附過程中,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。
通過對(duì)多起活性炭吸附裝置燃爆事故的分析,可以總結(jié)出以下幾個(gè)共同特點(diǎn):
事故容易發(fā)生在夏季高溫天氣:高溫環(huán)境下,活性炭床層散熱性能下降,熱量更容易積聚,增加了燃爆風(fēng)險(xiǎn)。
活性炭長(zhǎng)期未更換:長(zhǎng)時(shí)間未更換的活性炭吸附罐中積累了大量灰分和雜質(zhì),床層散熱性能進(jìn)一步下降。
廢氣成分復(fù)雜且濃度波動(dòng)大:廢氣成分復(fù)雜,含有多種化學(xué)物質(zhì),且濃度波動(dòng)較大,增加了不相容反應(yīng)和熱積聚的風(fēng)險(xiǎn)。
低工況下廢氣量減少:在低工況時(shí),廢氣量減少,部分空氣直接進(jìn)入廢氣中,形成爆炸性混合氣體。
二、預(yù)防建議
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。
總的來說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,用來撲滅初期火災(zāi)(或者直接加裝自來水管路)手動(dòng)或自動(dòng)開啟。
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。
⑩ 強(qiáng)化監(jiān)控與預(yù)警系統(tǒng):引入先進(jìn)的氣體檢測(cè)儀器,如紅外熱成像儀、可燃?xì)怏w濃度探測(cè)器等,對(duì)活性炭吸附箱及周邊環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),一旦發(fā)現(xiàn)溫度異?;蚩扇?xì)怏w濃度超標(biāo),立即觸發(fā)警報(bào),并自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案。
? 周期性檢測(cè)與維護(hù):制定并執(zhí)行嚴(yán)格的設(shè)備維護(hù)計(jì)劃,包括但不限于活性炭的定期更換、管路清洗、阻火器與泄爆裝置的維護(hù)檢查等,確保所有安全設(shè)施處于良好狀態(tài)。同時(shí),定期對(duì)活性炭的吸附效能進(jìn)行評(píng)估,適時(shí)調(diào)整或更換以確保處理效率。
? 增設(shè)安全聯(lián)鎖系統(tǒng):在活性炭吸附箱及上下游設(shè)備間設(shè)置安全聯(lián)鎖,當(dāng)檢測(cè)到溫度、壓力或可燃?xì)怏w濃度等參數(shù)超出安全范圍時(shí),自動(dòng)切斷相關(guān)設(shè)備的進(jìn)出口閥門,阻止危險(xiǎn)氣體的進(jìn)一步流通,降低事故擴(kuò)大風(fēng)險(xiǎn)。
? 優(yōu)化廢氣處理流程:根據(jù)廢氣成分及濃度的不同,優(yōu)化預(yù)處理步驟,如增加預(yù)洗滌、吸附劑的預(yù)涂覆等工藝,以減輕活性炭吸附箱的負(fù)擔(dān),并減少爆炸性混合氣體的形成。
? 應(yīng)急演練與復(fù)盤分析:定期組織應(yīng)急演練,模擬活性炭吸附箱燃爆等突發(fā)事件,檢驗(yàn)應(yīng)急預(yù)案的可行性和有效性,提升員工應(yīng)急響應(yīng)能力。同時(shí),對(duì)每次事故進(jìn)行復(fù)盤分析,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),不斷完善預(yù)防和控制措施。
通過上述多維度、全方位的預(yù)防措施,可以有效降低活性炭吸附裝置發(fā)生燃爆事故的風(fēng)險(xiǎn),保障生產(chǎn)安全和環(huán)境健康。
來源:環(huán)保
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