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Changeair Engineering Co. Ltd., Shanghai
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技术改进之一:RTO爆炸事故原因分析以及改进措施

2017年12月10日,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。选择合适的治理技术工艺要根据废气的成份、浓度、湿度、风量、含尘量等来进行合理选择,要客观认知每项技术的工作原理和安全预防措施,安全装置和规范操作缺一不可。
目前频发RTO相关的安全事故的主要原因有:
  1. 各类企业基本情况差异较大,企业盲目复制其他应用环境中的RTO,造成应用上的局限性和不匹配。
  2. 个别RTO厂商设计能力不足,或者责任心不够,不能贯彻“一厂一方案”的原则,为发生事故埋下隐患;
  3. 设计方案中未集成控制燃烧和爆炸的设备单元以及控制程序,例如某企业发生火灾的可能原因是:进废气管线未安装阻火器,RTO运行在正压状态下,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,并往上游漫延,引燃上游气体,在气管中发生爆炸。
  4. 有机废气浓度控制不当,如某企业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。
  5. 气路方向控制以及压力控制有缺陷,例如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。

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,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;
  4. 对于高浓度废气,RTO入口需加稀释风阀;
  5. 废气入口加缓冲罐,缓冲罐的体积要设计得当;
  6. 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;
  7. 在RTO入口加阻火器,防止回火;
  8. 在RTO燃烧室、缓冲罐、管道拐弯处加泄爆片;
  9. 在RTO设备附近设置一些消防设施。
  10. 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。
  11. 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。
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。
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。

结论

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。
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为规避RTO系统存在的隐患,以及维护成本高的弊端,我们目前主推新的工艺方式:微波驱动的紫外等离子氧化技术(MW-LEP),用于逐步替代RTO/TNV/RCO/ACF等传统的吸附和焚烧系统,是我们逐步推进的工艺方向。






















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