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RTO又爆炸!论RTO装置安全问题预防措施

北极星VOCs在线  来源:VOCs前沿    2017/12/21 15:42:03  我要投稿  
所属频道: VOCs监测  关键词:RTO VOCs排放 有机废气

北极星VOCs在线讯:导读:2017年12月10日,网传某经开区某化工(**)有限公司RTO环保设施发生一起爆炸事故,所幸未造成人员伤亡。对此,该区安监局于19日专门召开了事故现场会(见下图)。


安全是一切的基础

近年来发生的重大安全事故,大多与企业的VOCs技术选择不合理,违规操作、安全生产监管不力有关。前沿君结合真实发生的事故案例,据公开资料整理分享有关RTO工作原理、安全事故案例分析与RTO装置安全问题预防措施。绝大部分化工VOCs都是易燃易爆气体,不要盲目选择治理技术工艺,根据废气的成份,浓度,湿度,风量,含尘量等做合理选择,要客观认知每项技术的工作原理和安全预防措施,而且每一技术本身都不是万能的!呼吁大家谨记:安全是一切的基础,每一起安全事故都是血和生命换来的教训。谨记:“事故猛于虎也”。

1.VOCs去除概况

石油化工过程以及各种使用有机溶剂的行业,如喷漆、印刷、制药、煤化工等行业排放的最常见的污染物“挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds,VOCs)”目前已经成为环保行业去除的焦点。该类化合物多数具有刺激性气味和毒性。部分已被列为致癌物;多数VOCs气体易燃易爆,对企业生产安全造成威胁。

由于VOCs的危险性,许多国家颁布法令对VOCs排放进行了管制。欧美国家于20世纪90年代前后,对所有使用有机溶剂的地方都规定了排放要求。美国1990年提高了废气排放标准,将工业生产中的189种污染物列为有毒污染物,其中大部分为VOCs。我国颁布的《大气污染防治法》要求对工业生产中产生的有毒气体进行净化处理,对可燃性气体要回收利用;我国的《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)规定了33种挥发性有机物的排放标准,将大部分的其他挥发性有机物按非甲烷类烃来处理,并规定了统一的排放标准(<l20mg/m3)。

去除工业废气中VOCs的方法也可以分为破坏性方法和非破坏性方法两类。破坏性方法如热氧化法,将VOCs气体转化成CO2和H2O;非破坏性方法即回收法。常用的回收法有活性炭吸附法、冷凝法和膜分离法等。而破坏法中利用RTO(蓄热式热氧化炉)去除VOC已经越来越成为主流工艺。

2.RTO工作原理

蓄热式热氧化器的工作原理是:有机废气经预热室吸热升温后,进入燃烧室高温焚烧(升温到800℃),使有机物氧化成二氧化碳和水,再经过另一个蓄热室蓄存热量后排放,蓄存的热量用于预热新进入的有机废气,经过周期性地改变气流方向从而保持炉膛温度的稳定。RTO装置有两室、三室以及多室装置,两室RTO装置VOCs的去除率在95%~98%,三室RTO装置VOCs去除率可达到98%以上。RTO(蓄热式热氧化炉)与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉相比,具有热效率高(大于等于90%)、运行成本低、能处理大风量低浓度(相对于废气排放而言)等优点。

RTO装置原理图

近几年,随着环境保护上有机废气(VOCs)排放要求的提高,RTO技术在有机废气回收治理方面越来越普遍,目前在石油化工、化学制药、喷漆房、油漆和涂料生产、化学品制造行业已得到广泛应用。RTO技术为有机废气治理提供了一个行之有效的处理办法,为化工、医药等间隙生产企业的有机废气回收治理开启了新的篇章。从首台RTO投入运行至今,已近40多个年头。自20世纪90年代后RTO得到了长足发展,几乎取代了经典的热力焚烧装置,并且在绝大部分有机废气净化技术领域内占据着主导地位。由于各类企业基本情况差异较大、目前RTO应用上的局限性、以及RTO厂商和企业缺乏安全方面设计等原因,在投入生产使用后,由于各种原因已发生了生产安全事故,比如2017年12月10日,某化工(**)有限公司RTO环保设施发生一起爆炸事故,爆炸原因为气爆,即明火回火引燃气体,在气管中发生爆炸,虽然未造成人员伤亡。但也给部分企业使用RTO蒙上了一层阴影。如何安全有效使用、选用RTO成为企业的一个课题。

3.部分企业RTO事故原因案例分析

某企业RTO排放口爆炸可能原因:有机废气排放浓度短时间内超高(超过了设计上限),导致燃烧室内温度急骤上升、尾气温度超高,在联锁切断有机废气进气后从旁路直接排空,因直接排空管线与尾气放空管为同一管线,高温尾气与高浓度有机废气直接混合,导致放空尾气管发生爆炸,同时由于废气进气管线未装阻火器,爆炸回火导致进气管线内着火。

某企业发生火灾的可能原因:RTO运行在正压状态下,导致切入废气时,燃烧室内高温气体回流引起PVC管道(阻燃,着火温度为256℃左右)着火燃烧,进废气管线未安装阻火器,导致火势往上游漫延。

某企业重油储罐着火可能原因:生产装置废气与储罐废气管线汇合后进RTO,在RTO引风机故障情况下,生产装置高浓度气体倒窜进入重油储罐,高速气体产生静电导致储罐内气体着火。

4.RTO装置安全问题预防措施

为了防止RTO安全事故的发生、降低事故损失,环保设计单位在进行RTO设计时必须把安全问题放在第一位来考虑,目前比较常见的措施归纳为以下几点:

(1)充分了解客户的工艺,明确工艺过程中有机废气的排放特点及可能存在的突发因素。

(2)严格控制RTO进口有机物的浓度,使其控制在一个安全的水平,这是预防爆炸的一个最根本的措施。RTO本身就是一个点火源,如果进口浓度已经超过爆炸下限,即使前面用了防爆风机、管道采用了防静电都无济于事。由于有机物的爆炸下限随着气体温度的提高会大幅降低,同时由于化工企业有机废气的突发性排放,入口浓度必须远低于爆炸下限(一般低于爆炸下限的25%)。

(3)增设必要的仪器设备,废气入口及必要的废气支路入口处安装浓度监测仪;对于高浓度废气,RTO入口需加稀释风阀;废气入口加缓冲罐,缓冲罐的体积要设计得当;增加浓度监测仪、稀释风阀、RTO风机等仪器设备之间的连锁控制,对突发问题第一时间做出正确的动作;在RTO入口加阻火器,防止回火;在RTO燃烧室、缓冲罐、管道拐弯处加泄爆片;在RTO设备附近设置一些消防设施。

(4)优化收集系统。对吸风罩、风机选用进行规范设计,同时废气收集管线需统筹规划,形成支管→主管→处理装置→总排口的收集处理系统,确保废气收集效果。对于易燃易爆废气在设计收集系统和预处理系统时,不追求过高的强度反而有利于系统安全,不过即使选用强度不高的设备和材料。

(5)强化预处理措施。由于精细化工行业废气排放浓度有较大的波动,因此需对各类不同浓度的有机废气进行混匀、缓冲和预处理,建议企业采用PP填料塔对有机废气进行预处理,由于PP填料塔强度不高,在发生事故时极易泄爆,最大限度的保证系统安全。

(6)渐进化科学调试。RTO炉调试时理应先进行空载调试,待空载调试稳定后再逐步接入低浓度有机废气,如企业污水池加盖收集后废气、车间换风废气等,最终再逐步接入高浓度废气,同时对拟接入高浓度废气的排放流量、排放浓度进行检测,重点关注峰时浓度,单一排气点有机浓度宜控制在1000ppm以内,最高不得超过5000ppm。

(7)安装在线监控系统,设置电控系统操作间。RTO炉净化处理系统是一项人机高度结合的设备,虽然其自动化程度较高,但必须安排专人进行维护与管理,如RTO炉在发生爆炸前有机物浓度常会在短时间内迅速升高,此时系统若有人值守则可提前发出预警并采取必要的措施,避免事故的发生;同时对RTO各系统尾气安装TVOC浓度在线监控系统,为企业管理提供必要的数据支撑。

5.总结

综上所述,目前RTO(蓄热式氧化焚烧)技术在石油化工、化学制药、喷漆房、油漆和涂料生产、化学品制造行业处理有机废气治理效果较好,且有广泛的推广的前景,如果严格控制好适用环境,做好相应的RTO装置安全预防措施工作,就能够将这种技术成功的应用于废气处理适用领域。

延伸阅读:

化工废气RTO净化系统爆炸原因分析

原标题:又双叒叕!某区某化工企业RTO发生爆炸。论RTO装置安全问题预防措施...

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