氮气灭火系统的组成

　　1、概述

　　随着国家对挥发性有机物排放标准的准的陆续出台，挥发性有机化合物(VOCs)治理领域出现了多种治理技术，根据废气成分、气量、浓度等有针对性。

　　在涂装、印刷和精细化工领域，往往需要处理大风量和低浓度废气。对于这类废气，目前常用的一种经济的处理工艺是吸附浓缩+燃烧技术。该技术采用活性炭作为VOCs成分的浓缩处理，通过燃烧法彻底消除，以满足最终环保排放的要求。该工艺应用广泛，投资经济。但由于活性炭是碳基吸附剂，遇高温或明火仍有风险，VOCs气体多为易燃易爆气体，因此该工艺在运行过程中存在活性炭着火的风险。

　　针对这种情况，大多数方法是在设计活性炭吸附装置时增加消防装置。传统的灭火方法大多采用消防水喷淋装置，但消防水喷淋水量小，喷淋辐射面积有限，短时间内难以熄火；而且活性炭吸水能力强，湿度高时吸附能力会急剧下降，造成活性炭不可逆转损坏，无法继续使用，需要全部更换。因此，有一种经济有效的装置，当活性炭温度超标时，可以高效快速地实现活性炭灭火，降低着火风险，实现活性炭脱附再生，不影响活性炭吸附能力。

　　氮气灭火系统是通过制氮机组利用空气制取氮气，当活性炭着火时，将制取的氮气通入活性炭装置中，大量氮气充满装置中，将活性炭装置中的空气赶出装置，实现可燃物和氧气的隔绝，从而达到灭火的目的。而且经过氮气灭火后的活性炭没有损坏，可重新进行吸脱附再生功能。

　　2、氮气灭火系统的组成

　　氮气灭火系统由氮气制造系统和氮气使用系统组成。氮气制造系统由压缩空气净化系统、空气储罐系统、氮氧分离系统、氮气储罐系统和仪表阀门共同组成；氮气使用系统由活性炭吸附箱、管道和仪表阀门等控制系统共同组成。

　　3、氮气灭火系统工艺流程

　　空气首先由压缩空气净化系统压缩至0.75-1.0MPa，并由装置内管道过滤器除去大部分水、油和尘埃杂质，得到洁净的压缩空气，洁净的压缩空气进入空气储罐系统，空气储罐系统用于保证后面的氧氮分离装置用气平稳，在氧氮分离系统切换时防止瞬间气流流速过快，影响空气净化效果，有利于延长氧氮分离装置的分子筛的寿命。同时，在氧氮分离装置的分子筛吸附塔进行工作切换时，它也为氧氮分离装置提供短时间内迅速升压所需的大量压缩空气，使吸附塔内压力很快上升到工作压力，保证了设备可靠稳定的运行。经过空气储罐系统的压缩空气进入氮氧分离系统，氮氧分离系统主体是两个装满碳分子筛的吸附塔，当洁净压缩空气进入一吸附塔时，O2、CO2和微量H2O被碳分子筛吸附，氮气从出口端输出成为产品氮气。当一塔在吸附制氮时，另一塔通过减压使吸附在分子筛中的O2、CO2和H2O从微孔中排出，实现分子筛的再生脱附。两塔交替进行吸附和再生，连续输出氮气。输出的氮气进入氮气储罐系统，氮气缓冲罐主要作用在于均衡从氮氧分离系统分离出来的氮气的压力和纯度，保证连续供给氮气。

　　氮气制造系统作为吸附装置的安全消防系统，当热电阻检测到活性炭吸附箱中的活性炭温度高于系统设定的脱附温度时，当活性炭在箱体内发生阴燃或着火时，管道上的气阀从关闭状态切换到开启状态，保证氮气流入活性炭吸附箱，大量氮气不断流入箱体，可以使箱体内的氧气快速排出箱体，燃烧反应终止，实现灭火功能。

　　4、氮气灭火系统工程效益

　　当活性炭温度超标着火时通过启用氮气灭火系统，可高效迅速实现活性炭灭火，降低着火风险，并且实现活性炭脱附再生，不影响活性炭吸附能力，经济高效。

　　氮气消防装置作为吸附装置的安全消防系统，只为应急消防才会发挥作用，故氮气灭火系统综合了经济高效的优点，可在活性炭吸脱附VOCs处理工程项目中普遍作为消防系统使用。