蜂窝活性炭:指把粉末状活性炭、水溶性粘合剂、润滑剂和水等经过配料、捏合后挤出成型,再经过干燥、炭化、活化后制成的蜂窝状吸附材料。摘自:HJ2026-2013《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》
活性炭材质因素。
活性炭是黑色粉末状或颗粒状的无定形碳。活性炭的本质是碳。活性炭与氧气,在一定的温度(约300℃)下可发生氧化燃烧反应,即着火。这是活性炭发生着火的本质因素。
活性炭的吸附及催化性能因素。
活性炭的内部孔隙结构发达,比表面积大,具有较强的吸附性能及催化性能。活性炭对有机溶剂进行吸附属于物理吸附,物理吸附过程会伴随释放出吸附热。活性炭的微孔结构会对诸如酮类、醛类等有机溶剂与氧气的氧化反应起到催化加速的作用。当活性炭吸附过程中释放的吸附热与催化溶剂氧化反应释放的反应热不能及时迅速的散热,活性炭内的温度就可能升高到活性炭的自燃温度,产生着火。这是活性炭发生着火的主要因素。
导致活性炭温度升高的情况分析:
若活性炭吸附的入口废气温度或活性炭设备的工作环境温度较高则会造成吸附热和反应热散热速度较慢,易造成活性炭的蓄热并加剧活性炭的温度升高。
若脱附温度过低,则会导致活性炭中吸附的有机溶剂脱附不彻底,活性炭微孔中会残存较多的有机溶剂。脱附再生时,活性炭微孔中残留的溶剂在微孔的催化作用下会发生强烈的氧化反应,释放出大量的热,加剧活性炭的温度升高。
若脱附再生风量过小,造成活性炭吸附器内脱附风量不均匀,活性炭吸附器四周等局部位置脱附风量过小甚至没有脱附风量,有机溶剂脱附不彻底甚至没有脱附再生。活性炭微孔中残留的溶剂在微孔的催化作用下会发生强烈的氧化反应,释放出大量的热,噪声吸附器四周等局部位置的温度升高。
若活性炭正常脱附过程紧急停车或者故障停车,正在脱附的活性炭并未进行冷却降温,活性炭残存较高的热量。此时活性炭重新进行吸附或者其他失误操作,易造成活性炭微孔中的残存的有机溶剂发生强烈的氧化反应,释放出大量的热,加剧活性炭的温度升高。
其他导致着火的因素
静电着火。吸附设备配置的风机及风管在特定的情况下会产生静电火花。静电火花会使闪燃有机溶剂中闪点较低的组分,导致活性炭系统发生着火。
脱附温度控制失效。因脱附温度控制仪表或者阀门等设备故障因素,造成活性炭脱附温度升高,甚至达到活性炭的自燃温度。
不同材质的活性碳的氧化反应也不同,椰壳类的活性碳比煤质活性碳更加易燃。使用一定时间的活性碳也比新活性碳更易燃。
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