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RTO蓄热燃烧设备安全问题及预防措施

文章来源:本站   发布时间:2019-09-24   点击数:203

RTO蓄热燃烧设备安全问题及预防措施

RTO蓄热燃烧设备安全问题及预防措施

RTO是近十几年国内兴起的一种有机废气处理技术。经过近几年的使用,RTO也暴露出了一些问题,其中比较突出的问题就是RTO的失火、爆炸等安全问题。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!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。

01 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常见的污染物:挥发性有机化合物,也就是VOC目前已经成为环保行业的焦点。

该类化合物多数具有刺激性气味和毒性,多数VOC气体易燃易爆,对企业生产安全造成威胁。

去除工业废气中VOC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VOC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。

02 RTO蓄热燃烧设备工作原理

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(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设备原理图

RTO设备原理图

RTO技术常应用在石油化工、化学制药、喷漆房、油漆和涂料生产、化学品制造行业。

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。

某地爆炸事故现场图片

某地爆炸事故现场图片

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。

03 部分企业RTO事故原因案例分析

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。

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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。

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04 RTO蓄热燃烧设备安全问题预防措施

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设计时必须把安放第一,归纳以下7个常见措施点:

(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,在发生事故时易泄爆,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,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1 000 ppm 以内,不得超过5 000 ppm。

(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。

05 总 结

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。

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。


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