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蓄熱燃燒法有機(jī)廢氣治理系統(tǒng)安全性分析

1?蓄熱燃燒法有機(jī)廢氣治理系統(tǒng)簡介

蓄熱燃燒裝置指將工業(yè)有機(jī)廢氣進(jìn)行燃燒凈化處理，并利用蓄熱體對待處理廢氣進(jìn)行換熱升溫、對凈化后排氣進(jìn)行換熱降溫的裝置，通常簡稱RTO。RTO治理系統(tǒng)因其對有機(jī)廢氣凈化效率高、適用范圍廣、適用廢氣濃度范圍廣（較低濃度廢氣經(jīng)過適當(dāng)濃縮后可進(jìn)入RTO進(jìn)行處理），是目前固定源VOCs治理主要技術(shù)之一。常見蓄熱燃燒法有機(jī)廢氣治理系統(tǒng)工藝流程圖如圖1所示。

1-廢氣收集2-廢氣管道3-預(yù)處理設(shè)施4-濃縮設(shè)備5-蓄熱室6-燃燒室7-換熱室8-后處理設(shè)施9-凈化排放

由于蓄熱燃燒法有機(jī)廢氣治理系統(tǒng)內(nèi)含有的高濃度有機(jī)廢氣存在易燃易爆風(fēng)險(xiǎn)，在治理系統(tǒng)中安全性是必需考慮的因素。

2?廢氣收集與輸送管道安全

因有機(jī)廢氣的易燃性和存在爆炸的危險(xiǎn)性，治理系統(tǒng)的有機(jī)廢氣濃度應(yīng)控制在其爆炸下限的25%以下。當(dāng)RTO進(jìn)氣濃度較高時(shí)，應(yīng)采取措施調(diào)整廢氣中有機(jī)物濃度至其爆炸極限下限25%以下，以確保RTO運(yùn)行安全。當(dāng)廢氣濃度波動(dòng)較大時(shí)，應(yīng)在前端采取稀釋、緩沖等措施，確保進(jìn)入蓄熱燃燒裝置的廢氣濃度平穩(wěn)且低于爆炸下限的25%。

當(dāng)系統(tǒng)風(fēng)管道采用金屬材質(zhì)時(shí)應(yīng)采用光滑內(nèi)壁金屬管、采取法蘭間銅片或銅線跨接、系統(tǒng)管道接地等措施，風(fēng)管內(nèi)壁禁止涂刷非導(dǎo)電防腐涂層，防止靜電產(chǎn)生和積聚。當(dāng)廢氣中含有腐蝕性氣體時(shí)，所有集氣罩、管道、閥門和顆粒過濾器均應(yīng)采用耐腐蝕材料制造或按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防腐處理。除控制處理氣體的濃度、溫度之外，在管道系統(tǒng)適當(dāng)位置應(yīng)安裝符合相關(guān)規(guī)定的阻火裝置。管道系統(tǒng)正壓段應(yīng)采取措施防止介質(zhì)泄漏事故發(fā)生。當(dāng)管道內(nèi)氣體溫度超過60℃時(shí)，應(yīng)做隔熱保護(hù)或相關(guān)警示標(biāo)識。

3?預(yù)處理和后處理部分安全

當(dāng)廢氣中含有易自聚物質(zhì)或自催化物質(zhì)時(shí)，因其受熱易發(fā)生自聚或自反應(yīng)，導(dǎo)致蓄熱體堵塞、系統(tǒng)壓降上升或自燃事故，故此類廢氣不宜直接利用蓄熱燃燒法進(jìn)行處理。

廢氣預(yù)處理設(shè)施通常是對廢氣中的粉塵、酸、堿、易自聚物質(zhì)、大分子物質(zhì)廢氣、水分、含氯物質(zhì)、漆霧等進(jìn)行預(yù)處理。當(dāng)有機(jī)廢氣中含有樹脂、顆粒物、固化劑、高沸點(diǎn)芳烴等容易在管道輸送過程中形成顆粒物時(shí)，應(yīng)按物質(zhì)的性質(zhì)選擇合適的吸收、吸附和過濾等預(yù)處理措施。后處理部分通常是對高溫燃燒生成的NOx或處理含硫或含鹵素有機(jī)物產(chǎn)生的二氧化硫、鹵化氫氣體。除了吸收裝置之外，治理系統(tǒng)與主體生產(chǎn)裝置之間、與儲罐收集系統(tǒng)之間應(yīng)安裝阻火器（防火閥），阻火器的性能應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

袋式除塵器處理高溫?zé)霟岷瑝m氣體時(shí)，在除塵器之前應(yīng)設(shè)有火花捕集器，處理易燃易爆含塵氣體應(yīng)選用抗靜電濾材并對外殼接地，且應(yīng)設(shè)置防爆泄爆設(shè)施。除塵器過濾器應(yīng)設(shè)置壓差計(jì)，當(dāng)壓差超過設(shè)定范圍時(shí)，應(yīng)立即清理或更換過濾材料。應(yīng)做好處理設(shè)施防雷防靜電措施，根據(jù)不同處理設(shè)施分析其存在的安全風(fēng)險(xiǎn)并采取相應(yīng)防護(hù)措施。對于預(yù)處理后濕度較大的廢氣應(yīng)先采取除濕措施后再處理。

4?濃縮部分安全

濃縮吸附材質(zhì)一般選擇活性炭或沸石轉(zhuǎn)輪，但活性炭本身在高溫下容易自燃不建議選擇。對于沸石轉(zhuǎn)輪應(yīng)關(guān)注吸附過量有機(jī)廢氣后在高溫狀態(tài)下低閃點(diǎn)有機(jī)廢氣燃燒現(xiàn)象，進(jìn)入轉(zhuǎn)輪吸附區(qū)的廢氣溫度宜控制在40℃以下，脫附風(fēng)溫度宜為180~220℃，不應(yīng)高于300℃。應(yīng)關(guān)注高沸點(diǎn)有機(jī)溶劑油霧過多堵塞轉(zhuǎn)輪的情況，定期檢查及校正轉(zhuǎn)輪脫附溫度，在進(jìn)入轉(zhuǎn)輪氣室時(shí)應(yīng)按照受限空間安全管理要求落實(shí)安全管理措施。轉(zhuǎn)輪氣室應(yīng)設(shè)置溫度監(jiān)控和自動(dòng)連鎖控制系統(tǒng)及N2、消防水等自動(dòng)滅火設(shè)施及防雷防靜電設(shè)施。

5?蓄熱室燃燒室換熱器部分安全

蓄熱通常有兩室蓄熱、三室蓄熱和旋轉(zhuǎn)式蓄熱3種，輔助燃料通常有天然氣、液化石油氣、柴油和電加熱等方式，不論何種燃料蓄熱燃燒裝置，均須設(shè)置過載、溫度過熱保護(hù)、防爆泄壓裝置等安全措施。燃料供給系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置高低壓保護(hù)和泄漏報(bào)警裝置。應(yīng)具有過熱保護(hù)功能并設(shè)置安全可靠的火焰控制系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)等。應(yīng)安裝符合規(guī)定的防雷防靜電設(shè)施，具備短路保護(hù)和接地保護(hù)功能，接地電阻應(yīng)小于4Ω。裝置應(yīng)進(jìn)行整體保溫，隔熱、保溫層應(yīng)采用阻燃材料，外表面溫度應(yīng)低于60℃，爐門、檢修門、防爆口、傳感器安置部位等局部區(qū)域應(yīng)低于70℃。

為防止?fàn)t體殘留廢氣發(fā)生爆炸風(fēng)險(xiǎn)，在開機(jī)點(diǎn)火和導(dǎo)入廢氣前應(yīng)對爐體進(jìn)行吹掃。燃燒室和蓄熱室前的管道應(yīng)設(shè)置壓力計(jì)和安全泄放裝置（安全閥或爆破片裝置）。RTO氣體進(jìn)出口、燃燒室、蓄熱室和換熱器均應(yīng)設(shè)具有自動(dòng)報(bào)警功能的多點(diǎn)溫度檢測，并與系統(tǒng)連鎖溫度調(diào)節(jié)。應(yīng)設(shè)置安全放散裝置，燃燒室、蓄熱室溫度檢測應(yīng)與點(diǎn)火報(bào)警系統(tǒng)聯(lián)鎖，當(dāng)溫度過低或火焰熄滅時(shí)立即發(fā)出報(bào)警信號，關(guān)閉廢氣進(jìn)氣閥門并啟動(dòng)安全放散裝置。應(yīng)設(shè)置超溫強(qiáng)制排風(fēng)措施，進(jìn)入燃燒室的廢氣濃度控制在廢氣的爆炸下限的25%以內(nèi)，燃燒室、蓄熱室進(jìn)口設(shè)置廢氣濃度檢測和報(bào)警聯(lián)鎖裝置，當(dāng)廢氣濃度達(dá)到爆炸下限的25%時(shí)應(yīng)能立即發(fā)出報(bào)警信號并啟動(dòng)安全放散裝置。

6?末端排放部分安全

治理系統(tǒng)排氣筒的采樣平臺應(yīng)牢固并設(shè)置符合標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)欄桿，護(hù)欄底部應(yīng)設(shè)置踢腳板，對于高溫部分管道應(yīng)設(shè)置防燙措施和警示標(biāo)識。對高溫部分管道上的調(diào)節(jié)閥應(yīng)選用耐高溫閥門并定期檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理。對非防雷保護(hù)范圍的排氣筒，應(yīng)裝設(shè)避雷設(shè)施。

7?其他安全要求

由于蓄熱燃燒裝置在高溫下操作，存在爆炸的危險(xiǎn)，在場址選擇上應(yīng)遠(yuǎn)離油庫、儲油槽、溶劑存放地以及其它危險(xiǎn)化學(xué)品存放地。由于存在爆炸和著火的危險(xiǎn)，系統(tǒng)的消防設(shè)計(jì)應(yīng)納入工廠的消防系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)。消防通道、防火間距、安全疏散的設(shè)計(jì)和消防栓的布置應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，按照規(guī)定配置移動(dòng)式滅火器。

必須在治理工程與主體生產(chǎn)裝置之間安裝阻火器或防火閥，壓縮空氣系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置低壓保護(hù)和報(bào)警裝置。輸送高濃度含塵廢氣要選擇除塵風(fēng)機(jī)，輸送高溫廢氣應(yīng)選擇高溫風(fēng)機(jī)，輸送有腐蝕性氣體的應(yīng)選擇防腐風(fēng)機(jī)，輸送有爆炸和易燃?xì)怏w的必須選用具有防爆功能的風(fēng)機(jī)、電機(jī)，還應(yīng)做好減震措施，風(fēng)機(jī)、電機(jī)和現(xiàn)場的電氣儀表等應(yīng)滿足現(xiàn)場防爆要求。

RTO應(yīng)設(shè)置自動(dòng)控制，應(yīng)具有自動(dòng)記錄溫度變化曲線的功能以備查。根據(jù)工藝要求對系統(tǒng)廢氣濃度、溫度、壓力和流量等參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)檢測和控制。RTO裝置設(shè)置連鎖應(yīng)急排氣筒，蓄熱燃燒裝置的爐膛應(yīng)設(shè)置超溫強(qiáng)制排風(fēng)措施。廢氣治理設(shè)備設(shè)置區(qū)域宜按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警器。