Почему вытяжной шкаф пахнет? Руководство по прорыву активированного угля, десорбции и замене фильтра

Почему из выходного отверстия вытяжки для дыма пахнет, несмотря на нормальный поток воздуха? Узнайте о прорыве угольного фильтра, десорбции, обходе уплотнения и о том, когда следует заменить фильтр.

Электронная пайка, лазерная обработка, термозатвердевание прямой печати на пленке (DTF) и другие промышленные рабочие станции, использующие вытяжки для дыма с активированными угольными фильтрами.

После нескольких месяцев эксплуатации вытяжной колпак может по-прежнему втягивать видимый дым, но из выходного отверстия начинает пахнуть флюсом для пайки, нагретым пластиком или растворителем. В других случаях легкий запах появляется сразу же после включения вытяжки, еще до начала работы. Оба сценария могут быть связаны с активированным угольным фильтром, но время появления указывает на разные причины.

При непрерывной работе некоторые газообразные загрязнители могут прорываться через угольный слой и выходить с отработанным воздухом. Кратковременный запах после перезапуска, изменения материала или сдвига условий на входе может исходить от соединений, которые уголь ранее уловил, а затем высвободил, — процесс, называемый десорбцией. Воздух, обходящий плохо уплотненный фильтр, отложения внутри устройства и запахи из других частей мастерской могут вызывать схожие симптомы.

Типичная многоступенчатая вытяжка для дыма состоит из предварительного фильтра, высокоэффективного фильтра для частиц и фильтра для газовой фазы. Предварительный фильтр улавливает более крупные частицы. Фильтр HEPA или аналогичный высокоэффективный фильтр улавливает мелкие частицы в воздухе, включая аэрозольные капли. Слой активированного угля адсорбирует газы, к которым уголь имеет сродство, включая некоторые летучие органические соединения (ЛОС).Снижение видимого дыма предполагает, что улавливание частиц все еще может работать. Для оценки фильтрации газовой фазы измерьте целевой газ на выходе.

Активированный уголь имеет обширную сеть внутренних пор. Когда загрязненный воздух проходит через слой, молекулы, имеющие сродство к углю, проникают в поры и накапливаются на их поверхностях. Обычный активированный уголь полагается в основном на физическую адсорбцию, которая позволяет молекулам перемещаться между твердой и газовой фазами при изменении условий. Фактическая емкость зависит от загрязнителя, его концентрации, угольного материала, температуры, влажности и времени контакта. Различные соединения могут прорываться через один и тот же фильтр в разное время.

При относительно стабильных условиях на входе угольный слой обычно проходит три стадии.

Движущаяся область, где происходит большая часть адсорбции, называется зоной массопереноса (MTZ). Инженеры часто строят график соотношения концентрации на выходе к концентрации на входе в зависимости от времени, чтобы получить кривую прорыва. Они используют требования процесса, выбросов или профессиональной гигиены для установки порога замены. Угольный слой может все еще иметь некоторую адсорбционную способность, когда он достигает точки замены. При плановом техническом обслуживании фильтр, описанный как «насыщенный», часто достигает конца своего срока службы при текущих условиях. Полное равновесие адсорбции в слое — это отдельное условие. Планирование замены до допустимой точки прорыва помогает избежать ожидания, пока запах не станет очевидным.

Прорыв происходит, когда фильтр не улавливает достаточно входящего газа. Десорбция происходит, когда молекулы, уже адсорбированные на угле, возвращаются в воздушный поток. Тяжело загруженный слой может содержать больше материала, доступного для высвобождения. Происходит ли десорбция, какие соединения высвобождаются и как долго длится высвобождение, зависит от условий на входе, свойств угля и истории загрузки слоя.

Для многих ЛОС, улавливаемых в основном путем физической адсорбции, более теплый воздух, как правило, снижает равновесную емкость угля при сравнимой концентрации газа. Когда загруженный фильтр подвергается воздействию более теплого воздуха на входе в течение длительного периода, он может высвобождать некоторые из уже захваченных соединений. Если запах появляется после увеличения настроек лазерной обработки, изменения температуры вытяжки печи DTF или приближения устройства к источнику тепла, запишите температуру на входе в угольный слой и сравните ее с рабочими пределами фильтра и вытяжки. Более высокие температуры также могут изменять выбросы, генерируемые самим процессом, поэтому проверьте источник.

Водяной пар может занимать некоторые поры, изменяя количество органического пара, которое может адсорбировать уголь, и то, как скоро произойдет прорыв. При некоторых комбинациях угля и загрязнителя внезапное увеличение влажности также может высвобождать соединения, которые уголь уже захватил. Эффект зависит от поверхностных свойств и размеров пор угля, относительной влажности и загрязнителя. В одном опубликованном исследовании наблюдался кратковременный всплеск концентрации толуола на выходе, когда влажный воздух проходил через определенное активированное угольное волокно. Во время влажной погоды, операций, генерирующих пар, или периодов конденсации проверяйте температуру и влажность на входе и ищите влагу внутри устройства.

Смена флюса для пайки, чистящих средств, лазерных подложек или расходных материалов для DTF может изменить состав и концентрацию газов, поступающих в вытяжку. Вновь введенное соединение с более высоким сродством к углю может вытеснить более слабо адсорбированное соединение. Это называется конкурентным вытеснением. При определенных условиях вытесненное соединение может кратковременно достигать более высокой концентрации на выходе, чем на входе, — явление, называемое вымыванием. Для его исследования соберите парные пробы на входе и выходе для одного и того же соединения, учтите время прохождения воздуха через устройство и проверьте наличие остатков или помех при отборе проб. Если изменение материала возвращает запах предыдущего материала, это время дает вам отправную точку для исследования.

После того как процесс перестает генерировать дым, угольный слой может контактировать с воздухом, содержащим меньше целевого соединения. Это может сместить равновесие адсорбции и вызвать десорбцию части захваченного соединения. Остаточные пары также могут накапливаться в корпусе фильтра, воздуховодах или пространстве вокруг угольного слоя во время простоя и выноситься при перезапуске вентилятора. Если запах наиболее силен при запуске, проверьте как загруженный уголь, так и любые остатки внутри корпуса или воздуховодов. Запишите, как долго устройство было выключено, и появилось ли запах уже после начала процесса.

Если вы заметили запах гари, аномальный нагрев или сильное раздражение у персонала, остановите соответствующее оборудование и процесс, генерирующий дым. Следуйте процедурам безопасности на объекте для оценки потенциального воздействия и проверки оборудования. Для планового устранения неполадок используйте записи эксплуатации, документацию по процессу и показания приборов. Избегайте наклоняться к выходному отверстию, чтобы проверить запах. Пороги обнаружения запаха и предельно допустимые концентрации на рабочем месте измеряют разные вещи. Некоторые химические вещества обнаруживаются при очень низких концентрациях, в то время как другие обеспечивают слабое или полное отсутствие предупреждения запахом.

Установите интервал замены, используя тенденции прорыва целевого газа, инструкции производителя и фактическую нагрузку процесса. Одна и та же вытяжка может иметь гораздо более длительный срок службы угольного фильтра на периодически используемом ремонтном верстаке, чем на непрерывно работающей лазерной линии или линии DTF. Количество угля, глубина слоя, распределение потока воздуха, время контакта и состав загрязнителя — все это влияет на срок службы.

Заменяйте одноразовые угольные фильтры в соответствии с инструкциями оборудования. Специализированные промышленные системы могут регенерировать угольные слои в контролируемых условиях и собирать и обрабатывать соединения, выделяющиеся во время регенерации. Стирка, сушка на солнце, нагрев или работа вытяжки без активного процесса в течение длительного времени не дают никаких доказательств того, что одноразовый фильтр восстановил свою расчетную мощность. Эти практики также могут высвобождать ранее захваченные загрязнители. Утилизируйте использованные фильтры в соответствии с уловленными веществами, инструкциями производителя и местными требованиями к отходам.

Для внутренней рециркуляции проверьте как захват источника, так и условия, при которых отфильтрованный воздух возвращается в помещение. Стандартный активированный уголь имеет различную эффективность удаления для разных газов. Если подходящие материалы недоступны для целевого газа или данных объекта недостаточно для установления соответствия рециркуляции требованиям профессиональной гигиены, оцените такие варианты, как специализированные материалы для газовой фазы или наружная вытяжка для конкретного процесса.

Используйте проверенный интервал обслуживания или пороговое значение замены, основанное на концентрации целевого газа. Запах обеспечивает непоследовательное предупреждение для разных соединений и не может установить, насколько работники подвергаются воздействию.

Материалы HEPA в основном улавливают частицы в воздухе и аэрозольные капли. Если основным источником запаха являются газообразные соединения, проверьте срок службы угольного фильтра, уплотнения в корпусе фильтра и пригодность угольных материалов для этих соединений.

Для угольного слоя фиксированного объема увеличение потока воздуха сокращает номинальное время контакта, что может привести к более раннему прорыву некоторых соединений. Однако снижение потока воздуха может ослабить захват у колпака. Проверьте как захват источника, так и производительность на выходе в пределах расчетного диапазона вытяжки перед регулировкой настройки вентилятора или изменением конфигурации угольного слоя.

Используйте время для сужения причины. Если запах постепенно усиливается во время стабильного процесса, проверьте наличие прорыва и изменений в нагрузке загрязнителя. Если он резко возрастает после перезапуска, повышения температуры или влажности или изменения материала, исследуйте десорбцию, остатки оборудования и изменения в выбросах процесса. Чтобы отличить эти причины, сравните, как изменяются концентрации одного и того же целевого соединения на входе, выходе и в окружающем воздухе.

Если в вашей вытяжке для дыма появился запах из выходного отверстия, отправьте в KNOKOO модель вытяжки, конфигурацию фильтра, дату последней замены, материалы процесса, ежедневные часы работы, время появления запаха и рециркулирует ли устройство воздух внутри помещения или выводит наружу. Включите любые записи о потоке воздуха, перепаде давления, температуре, влажности или результаты испытаний. KNOKOO может помочь проверить установку и уплотнения фильтра, определить правильные сменные фильтры и оценить, подходит ли текущая конфигурация фильтра для вашей рабочей станции.Официальный сайт KNOKOO.