活性炭(tan)吸(xi)附(fu)處(chu)置VOCs廢氣是VOCs治(zhi)理行業最為(wei)普遍通用的(de)做法(fa)，目前組合工(gong)藝(yi)中，基本(ben)少不了VOCs活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)系(xi)(xi)統，或(huo)者應急排(pai)空(kong)系(xi)(xi)統的(de)末(mo)端VOCs治(zhi)理措施都是活(huo)性炭(tan)箱體，那作為(wei)VOCs治(zhi)理市場中用得最為(wei)廣泛的(de)活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)工(gong)藝(yi)，其(qi)系(xi)(xi)統的(de)安全性其(qi)實是很少有人(ren)能完全掌握，下(xia)面我們(men)來梳理下(xia)：

活性炭處(chu)理(li)廢(fei)氣相關安全問題(ti)：

在(zai)醫藥化工行業的(de)廢(fei)氣處理(li)過程(cheng)中，活性炭吸附裝置得到了廣(guang)泛的(de)應用(yong)。尤其(qi)在(zai)VOCs治理(li)方面，部分公司由于資金有限，RTO蓄熱焚燒(shao)等(deng)處置方式成本較高，活性炭吸(xi)附在此(ci)時成為一個頗具性價(jia)比的(de)選擇。成本的(de)問(wen)題是考慮到(dao)了，但(dan)是其中的(de)安(an)全風險是否(fou)考慮到(dao)了呢？

活(huo)性(xing)炭的(de)制備(bei)與特(te)性(xing)

活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)是(shi)一(yi)種經特殊處理(li)的(de)(de)(de)炭(tan)(tan)，將有機原(yuan)料（果殼(ke)、煤(mei)、木材等）在隔(ge)絕空(kong)氣的(de)(de)(de)條件下加熱(re)，以(yi)減少非碳成分(fen)(fen)（該過(guo)(guo)程稱為(wei)炭(tan)(tan)化(hua)），然后與特定(ding)氣體反應(ying)，表(biao)面被侵蝕，產生微孔發達的(de)(de)(de)結構（此過(guo)(guo)程稱為(wei)活(huo)(huo)化(hua)）。由于活(huo)(huo)化(hua)的(de)(de)(de)過(guo)(guo)程是(shi)一(yi)個微觀過(guo)(guo)程，即大量的(de)(de)(de)分(fen)(fen)子(zi)碳化(hua)物表(biao)面侵蝕是(shi)點狀(zhuang)侵蝕，所以(yi)造成了活(huo)(huo)性炭(tan)(tan)表(biao)面具有無數細小孔隙。

活(huo)性炭表面的微孔直徑大多在(zai)2～50 nm之間，即使是少量(liang)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)，也(ye)有巨大的(de)(de)表(biao)面(mian)積，每克活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)表(biao)面(mian)積為500~1500 m2，活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)一切應用，幾乎都基于活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)這一特點(dian)。

正是基于這一點，所(suo)以在(zai)有機廢(fei)氣處(chu)理時使(shi)用顆粒活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)，讓(rang)氣流通過(guo)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)層進行(xing)吸(xi)附(fu)，進而降低(di)(di)有機廢(fei)氣的(de)(de)濃度。而吸(xi)附(fu)過(guo)程(cheng)(cheng)是污染物分子(zi)被(bei)吸(xi)附(fu)到固體表面的(de)(de)過(guo)程(cheng)(cheng)，分子(zi)的(de)(de)自由(you)能會降低(di)(di)，因此(ci)，吸(xi)附(fu)過(guo)程(cheng)(cheng)是放(fang)熱過(guo)程(cheng)(cheng)，所(suo)放(fang)出的(de)(de)熱稱(cheng)為(wei)該污染物在(zai)此(ci)固體表面上的(de)(de)吸(xi)附(fu)熱

VOCs在活(huo)性炭中除(chu)了有物(wu)理吸附(fu)現(xian)象外，活(huo)性炭本(ben)身以及吸附(fu)的(de)有機物(wu)還會(hui)與氧(yang)氣(qi)發生緩(huan)慢氧(yang)化(hua)，其較大的(de)比(bi)表面積會(hui)也(ye)會(hui)加(jia)劇這(zhe)一氧(yang)化(hua)的(de)過程。此外當廢氣(qi)中含(han)有一些不相(xiang)容(rong)的(de)化(hua)學物(wu)質時(shi)，其不相(xiang)容(rong)反應在活(huo)性炭的(de)催化(hua)下(xia)也(ye)會(hui)加(jia)速。這(zhe)些都是放熱的(de)過程，同(tong)樣會(hui)引起(qi)活(huo)性炭的(de)熱積聚風(feng)險(xian)。

活性(xing)炭設備事故原因(yin)及(ji)分析

參照以往發生過(guo)的活性(xing)炭箱、罐事故場景，多具(ju)備以下特征(zheng)：

1、事(shi)故(gu)多發生在夏季高(gao)溫(wen)(wen)，事(shi)故(gu)當日氣溫(wen)(wen)較(jiao)高(gao)，太(tai)陽直射時間較(jiao)長，白(bai)天平(ping)均氣溫(wen)(wen)達到了(le)32℃以上。

2、著火的(de)(de)活(huo)性炭(tan)吸附(fu)罐中(zhong)的(de)(de)活(huo)性炭(tan)長時間未更換環，灰分雜質(zhi)很多。

3、經過(guo)活性(xing)炭吸附罐(guan)的廢(fei)氣成(cheng)分比(bi)較復雜。含(han)有(you)丙酮、乙酸(suan)乙酯、醇類(lei)、二氯甲烷、有(you)機胺類(lei)以及(ji)酸(suan)性(xing)廢(fei)氣及(ji)堿性(xing)廢(fei)氣。

4、事(shi)故(gu)當天廢(fei)氣的濃(nong)度波動較大，均發生在低工況(kuang)時，廢(fei)氣量減(jian)少，部(bu)分空氣直接進入(ru)了廢(fei)氣中。

結合(he)(he)事(shi)故發生時(shi)的現場調(diao)查、生產情況、以往異常(chang)情況分(fen)析，推測(ce)這(zhe)幾(ji)起活(huo)性(xing)炭吸(xi)(xi)附罐著火(huo)和爆(bao)炸的直接原因：氣(qi)溫(wen)較高的情況下，工況復雜的廢氣(qi)經(jing)過活(huo)性(xing)炭處理（吸(xi)(xi)附）過程(cheng)中發熱（物理和化學）。由于活(huo)性(xing)炭長時(shi)間未(wei)更換，灰分(fen)較高，床(chuang)層(ceng)(ceng)散熱較差，不(bu)利于對(dui)流(liu)散熱。致使熱量在(zai)床(chuang)層(ceng)(ceng)中積聚(ju)，在(zai)其(qi)中形(xing)成局(ju)部熱點。導(dao)致其(qi)溫(wen)度達(da)到活(huo)性(xing)炭的自燃(ran)(ran)點或溫(wen)度達(da)到了混合(he)(he)有機物氣(qi)體的閃點。同時(shi)部分(fen)空氣(qi)進入廢氣(qi)中與可(ke)(ke)燃(ran)(ran)物形(xing)成爆(bao)炸性(xing)混合(he)(he)氣(qi)體，最(zui)終導(dao)致了事(shi)故的發生。（當(dang)然(ran)靜電也可(ke)(ke)能(neng)是(shi)一個可(ke)(ke)能(neng)的點燃(ran)(ran)源(yuan)）

活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)是放(fang)熱過(guo)程(cheng)，有機物的(de)吸附(fu)和氧化會(hui)釋(shi)放(fang)出(chu)大(da)量(liang)(liang)熱量(liang)(liang)。對于一些成分復(fu)雜的(de)化合(he)物（可能會(hui)發(fa)生不相(xiang)容的(de)反應而放(fang)熱），在(zai)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)表面上的(de)吸附(fu)和反應會(hui)釋(shi)放(fang)出(chu)大(da)量(liang)(liang)的(de)熱量(liang)(liang)，尤其(qi)(qi)是如果(guo)廢氣(qi)中(zhong)的(de)化學品濃度很高時(shi)。其(qi)(qi)放(fang)熱過(guo)程(cheng)能否達到著火(huo)(huo)點取(qu)決于最終的(de)熱量(liang)(liang)平衡，即能否及時(shi)的(de)將熱量(liang)(liang)轉移走。而在(zai)吸附(fu)過(guo)程(cheng)中(zhong)，熱移出(chu)的(de)方(fang)式主(zhu)要靠(kao)對流。對流不利（風量(liang)(liang)較小(xiao)）的(de)時(shi)候，熱量(liang)(liang)累(lei)計，碳(tan)床中(zhong)的(de)溫(wen)度將升高到其(qi)(qi)著火(huo)(huo)溫(wen)度，從而導致可燃廢氣(qi)混(hun)合(he)物被點燃或活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)自燃。

針對活性(xing)炭使用的建議(yi)

對(dui)于會產生(sheng)高濃度有機廢氣的(de)反應罐、貯罐、過濾器等設備(bei)，為避免與氧氣形成爆(bao)炸性混合物，最(zui)好采用氮封系統保護，并(bing)以正壓輸(shu)送(song)方式輸(shu)送(song)到廢氣總管。

確保有(you)機廢(fei)氣(qi)的(de)(de)冷凝裝置(zhi)滿足生產負(fu)荷，所有(you)的(de)(de)廢(fei)氣(qi)組分必須(xu)經(jing)過有(you)效的(de)(de)冷凝處(chu)理，降低有(you)機氣(qi)體濃(nong)度。不相容的(de)(de)廢(fei)氣(qi)應單獨預處(chu)理后再排入吸(xi)附罐中(zhong)吸(xi)附處(chu)理。

活(huo)性(xing)炭選材：使用點火(huo)溫度高，灰分低的(de)活(huo)性(xing)炭作為吸附材料(liao)，并且(qie)及(ji)時(shi)更換。

條件允許(xu)的話(hua)對(dui)吸附裝置進行(xing)降(jiang)溫。

定期檢查處(chu)理裝置(zhi)、廢氣(qi)管(guan)路是否有不完(wan)整漏風的情況，要(yao)保證(zheng)管(guan)路不漏氣(qi)。

吸(xi)附處理裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)前的廢氣管(guan)路安裝(zhuang)(zhuang)管(guan)路阻火器（阻爆(bao)轟型）；管(guan)路上(shang)(分段(duan))安(an)裝泄(xie)爆(bao)(bao)片，廢氣(qi)緩沖(chong)罐上(shang)安(an)裝泄(xie)爆(bao)(bao)板，泄(xie)爆(bao)(bao)板要有固定裝置。

吸(xi)附裝置內安裝噴淋滅火(huo)裝置，用來撲(pu)滅初期(qi)火(huo)災（或者直接加裝自來水(shui)管路）手動(dong)或自動(dong)開啟。（也可以用蒸(zheng)汽）

在吸(xi)附床層(ceng)安裝溫度(du)探頭，監測活性炭層(ceng)的溫度(du)發現異常(chang)時及時處置(zhi)。

應(ying)急反(fan)應(ying)與人員(yuan)培訓。培訓人員(yuan)發(fa)生火(huo)(huo)災時的(de)應(ying)急處置能(neng)力，要能(neng)及時撲滅吸附處理裝置的(de)火(huo)(huo)災，防止(zhi)火(huo)(huo)災蔓延。