化工行業(yè)的VOCs廢氣濃度一般比較高,在非正常工況下有可能會超過爆炸下限,雖然VOCs污染物濃度比較高,但是廢氣中的氧含量完全可以滿足燃燒爆炸的要求;在不合理設(shè)計或者裝置非正常運(yùn)行,而預(yù)防措施不到位時,RTO裝置本身的明火、高熱物以及電火花和靜電等均可能成為點(diǎn)火源?;ば袠I(yè)采用蓄熱式燃燒技術(shù)處理VOCs廢氣時,需要重點(diǎn)關(guān)注安全問題。
案例:RTO設(shè)備安裝在客戶廠區(qū)
1、嚴(yán)控可燃物濃度
考慮到RTO 本身具有明火,如果進(jìn)口濃度超過爆炸下限,任何防控措施都無濟(jì)于事,應(yīng)嚴(yán)格控制RTO進(jìn)口有機(jī)物的濃度,使其控制在對應(yīng)氣體爆炸下限的25% 以內(nèi)。防控措施主要有:RTO 進(jìn)氣管道上設(shè)置氣體濃度檢測,一級報警點(diǎn)為10%LEL,二級報警點(diǎn)為20%,達(dá)到二級報警點(diǎn)時,切斷廢氣進(jìn)氣,打開新風(fēng)補(bǔ)氣閥,對RTO 進(jìn)行停機(jī)降;對于高濃度廢氣,RTO 入口加稀釋風(fēng)閥;廢氣入口加緩沖罐,緩沖罐的體積要設(shè)計得當(dāng);濃度監(jiān)測儀、稀釋風(fēng)閥、RTO 風(fēng)機(jī)等儀器設(shè)備之間的連鎖控制,對突發(fā)問題第一時間做出正確的動作。
2、安全風(fēng)險評估
RTO 處理系統(tǒng)的安全設(shè)施應(yīng)與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投入使用,化工行業(yè)廢氣成分復(fù)雜,應(yīng)進(jìn)行安全風(fēng)險評估論證,采用HAZOP 等軟件分析并采取相應(yīng)的安全措施。
3、強(qiáng)化預(yù)處理措施
化工行業(yè)廢氣排放濃度波動性大,一般會含有酸霧和顆粒物,在進(jìn)入RTO 燃燒時,需要進(jìn)行混勻和去除酸霧和顆粒物。建議企業(yè)采用PP 堿洗塔對有機(jī)廢氣進(jìn)行預(yù)處理,由于PP 填料塔強(qiáng)度不高,在發(fā)生事故時易泄爆,盡可能地保證系統(tǒng)安全。
4、增設(shè)必要的防火、防爆和泄爆等措施
廢氣收集總管中安裝防火閥,防火閥應(yīng)符合GB15930 的相關(guān)規(guī)定;在RTO 入口加裝阻火器,阻火器應(yīng)符合GB/T13347的相關(guān)規(guī)定;在RTO 燃燒室、緩沖罐、管道拐彎處加泄爆片,防爆泄壓設(shè)計應(yīng)符合GB 50160 的相關(guān)規(guī)定;在RTO 設(shè)備附近設(shè)置一些消防設(shè)施;風(fēng)機(jī)、電機(jī)和置于現(xiàn)場的電氣儀表等設(shè)備的防爆等級應(yīng)不低于現(xiàn)場級別。
案例:RTO設(shè)備安裝在客戶廠區(qū)
5、優(yōu)化收集系統(tǒng)
廢氣的收集以及風(fēng)機(jī)選用需進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計,廢氣收集管線需統(tǒng)籌規(guī)劃,形成支管-主管-處理裝置-總排口的收集處理系統(tǒng),確保廢氣收集效果,收集管網(wǎng)應(yīng)考慮必要的防火和泄爆。采用金屬材質(zhì)的收集管網(wǎng)時,應(yīng)考慮靜電跨接、系統(tǒng)接地等措施,及時導(dǎo)出靜電,避免積聚,接地電阻應(yīng)小于4Q,防雷設(shè)計應(yīng)符合GB 50057、SH/T3038 的相關(guān)規(guī)定;避免管道中存在直角和尖角,減少因摩擦而導(dǎo)致的靜電。
6、優(yōu)化處理系統(tǒng)
RTO 爐設(shè)計時對廢氣進(jìn)行氣流場和熱流場模擬,其中氣流場模擬確保RTO 爐內(nèi)無死角,廢氣能夠均勻流暢通過,避免局部湍流或濃度過高;熱流場模擬確定陶瓷裝填量,選擇適宜熱回收效率,避免RTO 爐蓄熱室冷端溫度過高,減少安全隱患。
7、優(yōu)化運(yùn)維措施
處理系統(tǒng)合理有效的運(yùn)維是保證正常穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件,應(yīng)定期對處理系統(tǒng)進(jìn)行點(diǎn)檢維修和排查隱患,比如及時排出收集管網(wǎng)中的積液,避免積液中的VOCs 再次揮發(fā)至氣相,導(dǎo)致氣相中濃度過高;確保預(yù)處理設(shè)施的運(yùn)行效率,避免RTO爐中填料堵塞,引發(fā)斷流造成安全隱患。
8、設(shè)置各類安全預(yù)警措施
燃料供給系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置高低壓保護(hù)和泄漏報警裝置;壓縮空氣系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置低壓保護(hù)和報警裝置;設(shè)置UPS 備用電源和壓縮空氣儲氣罐;設(shè)置應(yīng)急排空管道,嚴(yán)禁與高溫排空管道共用煙囪排放;處理系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置安全儀表系統(tǒng),對風(fēng)機(jī)、閥門、燃燒器、爐膛和廢氣管道等設(shè)備設(shè)施的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控和聯(lián)鎖;關(guān)鍵設(shè)備安全儀表系統(tǒng)應(yīng)不低于SIL2 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。
9、漸進(jìn)化科學(xué)調(diào)試
RTO 爐調(diào)試時理應(yīng)先進(jìn)行空載調(diào)試,待空載調(diào)試穩(wěn)定后再逐步接入低濃度有機(jī)廢氣,如企業(yè)污水池加蓋收集后廢氣、車間換風(fēng)廢氣等,最終再逐步接入高濃度廢氣。同時對擬接入高濃度廢氣的排放流量、排放濃度進(jìn)行檢測,重點(diǎn)關(guān)注峰時濃度,峰值濃度不得超高混合廢氣爆炸下限的25%。