廢氣處理設(shè)備設(shè)施安全事故案例分析（二）：RTO焚燒爐事故案例

工業(yè)廢氣種類(lèi)繁多，主要包括有機(jī)廢氣、燃料廢氣、粉塵廢氣、酸霧廢氣、油煙等。工業(yè)廢氣根據(jù)其排風(fēng)量、溫度、濃度及本身化學(xué)物理性質(zhì)，其治理方法各不相同，有機(jī)廢氣采用活性炭纖有機(jī)廢氣凈化器、催化燃燒、RTO、低溫低離子、光催化氧化等；酸堿廢氣采用酸堿中和方法，酸堿廢氣凈化塔；硅烷廢氣一般采用不銹鋼硅烷燃燒塔處理；惡臭廢氣處理一般采用生物除臭以及光催化氧化或者活性炭吸附等。

以VOCs治理為例，目前常見(jiàn)的VOCs末端治理工藝有蓄熱式燃燒（RTO）、催化燃燒（RCO）、直接燃燒(TO)、活性炭吸附、低溫等離子等。但VOCs廢氣成分復(fù)雜，通常為多種易燃易爆的混合有機(jī)氣體，前期的技術(shù)工藝選擇不到位或這些裝置的投入使用不加以專(zhuān)業(yè)管理和控制，往往會(huì)帶來(lái)新的安全隱患。比如低溫等離子裝置電暈放電著火問(wèn)題；RTO裝置爆炸問(wèn)題；活性炭裝置自燃以及危廢處理問(wèn)題。

2、RTO焚燒爐事故案例

現(xiàn)在市場(chǎng)上對(duì)VOCs的大量處理工藝，例如膜分離、活性炭吸附、高沸點(diǎn)溶液吸收、生物轉(zhuǎn)化、冷凝回收和熱力氧化等方法中，蓄熱室熱力氧化爐(RTO)具有去除效率高、經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)，且熱能利用效率比傳統(tǒng)的直燃式氧化爐提高70%左右等優(yōu)點(diǎn)，是目前企業(yè)解決VOCs的有效手段。但因各企業(yè)情況的不同，RTO應(yīng)用也存在局限性，在投入生產(chǎn)使用時(shí)，由于操作失誤、設(shè)備缺陷、設(shè)計(jì)外理風(fēng)量過(guò)小，沉積物清理不夠及時(shí)、收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理等多種原因發(fā)生過(guò)生產(chǎn)安全事故。

事故案例

江蘇某化工企業(yè)RTO凈化系統(tǒng)在2015年3月初和3月末兩次發(fā)生爆炸。事故沒(méi)有造成人員傷亡，聚合物多元醇車(chē)間引風(fēng)機(jī)損壞，現(xiàn)場(chǎng)儀表燒毀，RTO 部分裝置損毀嚴(yán)重，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100余萬(wàn)元。

根據(jù)相關(guān)資料，該企業(yè)生產(chǎn)方式為間歇性生產(chǎn)，事故發(fā)生時(shí)僅POP，PL1/PL2產(chǎn)品的工藝廢氣通過(guò)DN50~DN350不等的金屬管道進(jìn)行了收集(主要污染物為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、三甲胺、異丙醇、苯乙烯、丙烯腈等)，廢氣收集后通過(guò)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入RTO焚燒，該RTO為R-RTO(旋轉(zhuǎn)式蓄熱焚燒爐)。

事故原因

直接原因：真空泵出口尾氣排放溫度過(guò)高，而有機(jī)物沸點(diǎn)較低，導(dǎo)致污染物排放濃度過(guò)高，同時(shí)相應(yīng)的入口空氣補(bǔ)氣不足，外加環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷的化學(xué)性質(zhì)活潑，終導(dǎo)致接入焚燒爐中的廢氣達(dá)到相應(yīng)爆炸極限，從而造成爆炸事故的發(fā)生。

間接原因：

①收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。調(diào)查過(guò)程發(fā)現(xiàn)對(duì)于真空泵高濃度有機(jī)廢氣，企業(yè)均未進(jìn)行冷凝回收預(yù)處理，且目前企業(yè)對(duì) PL系統(tǒng)真空泵出口廢氣所設(shè)計(jì)的收集方式不合理，真空泵出口所配備的傘形罩集氣量有限，廢氣收集總管僅DN50，正常運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)稀釋風(fēng)量難以確保。

②預(yù)處理措施不到位。該企業(yè)POP、PL1、PL2車(chē)間對(duì)有機(jī)廢氣所采用的活性炭吸附未配備脫附再生系統(tǒng)，基本無(wú)效，末端所配置的不銹鋼高壓風(fēng)機(jī)無(wú)變頻系統(tǒng)，導(dǎo)致廢氣收集管路系統(tǒng)中負(fù)壓值過(guò)高，能耗較高且不利于有機(jī)物的冷凝回收，所采用的金屬材質(zhì)水洗塔強(qiáng)度較高，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸等意外事故時(shí)無(wú)法起到有效泄爆的效果(無(wú)泄爆措施)，導(dǎo)致爆炸產(chǎn)生的沖擊波沿著管道進(jìn)一步往生產(chǎn)車(chē)間傳導(dǎo)，加劇了爆炸的次生危害。

③RTO爐本體存在問(wèn)題。本項(xiàng)目中部分產(chǎn)品含有氯元素，諸多案例表明，蓄熱陶瓷體由于質(zhì)量較大，支撐件通常要承受較大的應(yīng)力腐蝕，當(dāng)體系含氟時(shí)(如環(huán)氧氯丙烷)高溫焚燒外理過(guò)程中將產(chǎn)生HCI等污染物，對(duì)設(shè)備本體、RTO 爐旋轉(zhuǎn)閥易產(chǎn)生較大腐蝕，系統(tǒng)難以穩(wěn)定、有效運(yùn)行。

④廢氣中存在化學(xué)品自聚現(xiàn)象。項(xiàng)目廢氣中含有部分丙烯腈、苯乙烯等有機(jī)物，上述物料在溫度較高時(shí)容易發(fā)生自聚合，導(dǎo)致RTO爐蓄熱陶瓷體在使用一段時(shí)間后設(shè)備阻力變大，同時(shí)底部有高沸點(diǎn)有機(jī)物粘附現(xiàn)象，易引起火災(zāi)等安全事故。

安全建議

RTO在正常工況下不易發(fā)生火災(zāi)，爆炸事故。但由干廢氣成份復(fù)雜多變，濃度波動(dòng)大，易造成林燒爐運(yùn)行穩(wěn)定性較差，存在一定的安全隱患。為了防范RTO火災(zāi)、爆炸事故可以采取如下安全措施：

①全面識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)不同廢氣混合集中收集時(shí)，應(yīng)對(duì)各種廢氣間的相互影響開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)分析，弄清廢氣的危險(xiǎn)特性。對(duì)廢氣的組分，危險(xiǎn)性、爆炸極限、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)等進(jìn)行檢定和檢測(cè)，全面掌握有機(jī)廢氣處理過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，避免發(fā)生反應(yīng)。對(duì)于廢氣成分復(fù)雜的，應(yīng)進(jìn)行安全性分析，例如HAZOP分析，并采取相應(yīng)的安全措施。

②優(yōu)化收集系統(tǒng)。對(duì)吸風(fēng)罩、風(fēng)機(jī)選用進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)，同時(shí)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。合理選擇相關(guān)設(shè)備和材料，可通過(guò)設(shè)置緩沖罐，調(diào)整風(fēng)量等預(yù)外理設(shè)施，嚴(yán)格控制RTO爐入口有機(jī)物濃度和流速，確保相對(duì)平穩(wěn)、安全運(yùn)行。

③漸進(jìn)化科學(xué)調(diào)試。RTO爐調(diào)試時(shí)理應(yīng)精良行空載調(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(chē)間換風(fēng)廢氣等，再逐步接入高濃度廢氣，同時(shí)對(duì)擬接入高濃度廢氣的排放流量、排放濃度進(jìn)行檢測(cè)。

④安裝在線監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)置電控系統(tǒng)操作間。RTO 爐凈化外理系統(tǒng)是一項(xiàng)人機(jī)高度結(jié)合的設(shè)備，雖然其自動(dòng)化程度較高，但必須安排專(zhuān)人進(jìn)行維護(hù)與管理，如RTO 爐在發(fā)生爆炸前有機(jī)物濃度常會(huì)在短時(shí)間內(nèi)迅速升高，此時(shí)系統(tǒng)若有人值守則可提前發(fā)出預(yù)整并采取必要的措施，避免事故的發(fā)生:同時(shí)對(duì) RTO 各系統(tǒng)尾氣安裝 TVOC濃度在線監(jiān)控系統(tǒng)，為企業(yè)管理提供必要的數(shù)據(jù)支撐。