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1、化工企业废气处理系统安全事故探讨摘要：对一起化工企业废气处理系统安全事故进行了分析,提出了化工企业废气系统应关注的安全预防措施。得出的结论:化工企业废气系统的安全风险主要为有机废气组分浓度过高,若系统设计时除静电措施不到位,极易发生安全风险。同时,应在废气出口安装LEL检测装置和自动联锁切断系统,确保事故状态下高浓度废气不进入废气处理系统。关键词：有机废气；安全装置；LEL1前言随着化学工业挥发性有机物排放标准(江苏省)DB3231512022(2022年2月1日实施)、挥发性有机物无组织排放掌握标准GB37822201(2022年7月1日实施)以及制药工业大气污染物排放标准GB3782320
2、22、涂料、油墨及胶黏剂工业大气污染物排放标准GB378242022等一系列行业大气污染物排放标准的公布和实施,同时诸如恶臭污染物排放标准、农药工业大气污染物排放标准、印刷工业大气污染物排放标准等排放标准已经处于征求意见稿的阶段。这些新公布和即将公布的标准对化工行业企业的废气治理提出了更高的要求。其中针对化工企业有机废气排放标准中的非甲烷总烃和臭气浓度指标,如化学工业挥发性有机物排放标准(江苏省)DB3231512022规定了80mg/m3,臭气浓度1500(无量纲)的排放限值要求,以及恶臭污染物排放标准(征求意见稿)中1000(无量纲)的排放限值要求。这些标准的排放限值均和排气筒高度无关,且
3、相比大气污染物综合排放标准GB162971996中非甲烷总烃120mg/m3的排放限值,排放指标均有了大幅度的提升。为此,化工企业在进行全厂废气整治过程中,普遍采纳了高温氧化(如RTO)作为废气末端治理设施1,以到达有效去除废气中有机组分的目的。但是由于部分企业在采纳RTO进行废气处理时,未能理解RTO的安全设计及运行理念,致使在设备运行过程中出现了较多的安全事故24。为此,本文以某化工企业RTO运行事故为例进行分析,提出了化工企业全厂废气管道的设计以及RTO的安全设计措施,以供化工企业参考。2案例状况本文参照的事故案例为江苏某化工企业,该企业各车间废气收集后汇合于全厂废气总管,经二级碱液洗涤
4、塔处理,去蓄热燃烧炉(RTO)进行处理后排放。企业废气总管采纳玻璃钢材质,但接入废气总管的支管道比较杂乱,未根据每个车间一根总管进行汇总。某天生产过程中,废气处理设施出现闪爆,导致RTO旁路风机出口软连接及二级碱洗塔内部连接管道爆裂。事故未出现人员伤亡,但企业因此停产整顿。3事故缘由分析通过分析事故情形,不难得出事故的缘由,即废气浓度过高,超过了爆炸极限,同时有引火源和氧化剂,导致了闪爆出现。再分析企业废气设施的现场状况,可以得出企业在废气收集上出现了以下一些问题:(1)废气收集管道采纳玻璃钢材质,无法有效导出静电;(2)车间接入废气总管状况杂乱,存在部分废气管道直接从真空泵、活性炭吸附脱附装
5、置出口直接接入总管的状况;(3)废气总管上未安装浓度监控仪表,RTO系统虽设置了安全泄放,但并未与废气浓度进行联锁。4安全改造措施针对以上问题,本文提出该化工企业应在废气收集处理、RTO安全联锁上进行改良,主要根据建筑设计防火规范GB500162022(2022年版)、石油化工企业设计防火标准(2022年版)GB501602008、精细化工企业工程设计防火标准GB512832022、蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范HJ10932022等相关安全标准和规范,实行如下安全措施以防范安全事故:首先,化工企业应尽量掌握每一个车间排放的废气浓度,做到有组织与无组织废气合理安排。生产车间内因使用真空
6、进行减压蒸馏、输送含有机溶剂物料而产生的真空泵尾气严禁直接接入废气总管。其次,由车间生产过程较长,废气排放浓度波动较大,车间有机废气应设置缓冲装置(洗涤塔)对有机废气进行预处理,以到达以下目的:(1)去除废气中腐蚀性污染物;(2)去除废气中颗粒物和粘性污染物;(3)吸收部分有机物,减轻高浓度废气对后续系统的冲击。第三,输送含有易燃易爆成分的有机废气的管道宜采纳金属材质,并做好静电跨接与接地,防止静电产生。管道内废气流速掌握在1015m/s范围内,防止废气流速过高产生静电。依据石油化工企业设计防火规范(GB501602008)、大气污染治理工程技术导则(HJ20002022)等规范要求,应在废气
7、收集管道的必要位置设置泄压装置,如泄爆片。第四,全厂有机废气进入RTO等处理设施前,宜设置吸收装置(PP填料塔)对有机废气进行预处理。闪爆事故情形下,填料塔可作为局部薄弱点进行压力泄爆,削减对燃烧炉体的冲击。第五,增加废气管道上浓度检测仪表的设置。对于化工企业来说,生产中多使用诸如甲苯、二氯甲烷、甲醇等易挥发有机溶剂,假如废气收集系统未经过专业设计,简单导致车间内有组织废气管道内废气浓度过高,进入RTO系统时会产生安全风险。化工企业应设置废气浓度检测仪器,以监测废气管道中的废气浓度。废气浓度检测可在各车间废气总管和全厂废气总管上进行安装,具体如下:(1)假如某车间使用了大量易挥发的有机溶剂,为
8、了保证装置废气出口浓度在安全范围内(比方在爆炸下限的25%以下),建议企业在车间废气出口管道加装废气浓度检测,可采纳IR(红外分析),并增加联锁切断设施,在废气浓度过高时阻挡装置废气进入废气总管。系统设计可参照图1。(2)依据蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范HJ10932022,进入RTO的废气浓度应低于爆炸下限的25%。因此,RTO系统管道前应设置LEL检测系统。依据相关工程阅历,RTO前LEL检测设备一般选择FID(氢离子火焰)或FTA(火焰温度分析)型。其中FID型仪器对碳氢化合物较为灵敏,对CO/CS2/NH3/H2等可燃物基本不响应,而FTA型仪器灵敏度最高,应用范围最广,但价
9、格也较贵。企业可依据自身状况选择合适的仪器类型。RTO前LEL的设置一般有两种设计方案,见图2和图3:以上两种方案均能有效爱护RTO系统的运行安全,区分在于第二种方案对全厂废气管道的距离有肯定的要求。各企业可依据厂内实际状况选择合适的方案。5结论综上所述,化工企业在处理厂内有机废气时,应注重安全防范措施的设计。应重点关注废气管道除静电措施、废气浓度监控措施,应注重全厂废气的系统性设计。参考文献1胡志军,李建军,徐明,等.蓄热式热氧化炉处理农药行业挥发性有机废气J.广州化学,2022,41(06):5358.2王竹槽,胡志军,徐明,等.化工废气RTO净化系统爆炸缘由分析J.广州化学,2022,42(03):6872.3史风华,王文文.某制药厂RTO系统爆炸缘由分析J.化工设计通讯,2022,45(10):9798.4王新民,周华君,徐东平,等.化工废气处理系统爆炸缘由分析及预防措施J.宁波化工,2022(01):4043. 刘玮 李杰 单位：南通江山农药化工股份有限公司 江苏云天环境工程有限公司本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页