化(hua)工企業廢(fei)氣(qi)(qi)成分(fen)復(fu)雜，通常由多組分(fen)氣(qi)(qi)體混(hun)合而成，易燃(ran)、易爆(bao)、有毒(du)、有臭味(wei)，它(ta)容易污染環境，嚴重時(shi)會引起群體事件。目前，化(hua)工企業最常見的有機廢(fei)氣(qi)(qi)處理設(she)施是。與傳統的催化(hua)燃燒爐和直接熱氧(yang)化(hua)爐相比，其(qi)熱效率(lv)較高(≥95%)，操作(zuo)成本較低，可處理大(da)風量，低濃度(du)的(de)有機廢氣(qi)。其(qi)原理是有機廢氣(qi)首先(xian)經(jing)過蓄熱(re)室(shi)預熱(re)至750℃左右，然(ran)后進入氧化室(shi)，有機物分解放熱或加熱升溫到800℃左右，使廢氣中的VOCs氧化分解(jie)成(cheng)CO2和H2O；氧化后(hou)的高熱(re)氣體再通過另一個(ge)蓄(xu)熱(re)室熱(re)處理，然后(hou)煙氣排出RTO系統。這個過程不斷循(xun)環再生，每一個蓄熱室都(dou)是在輸入廢氣與排出處理過的(de)氣體的(de)模(mo)式間交替轉換(huan)(huan)。切(qie)換(huan)(huan)時間根(gen)據實(shi)際情況(kuang)可以調(diao)整(zheng)。

一、慨況

隨(sui)著環境保護和VOCs治理壓力加大，VOCs治理要求越來越高(gao)。收集和集中(zhong)處(chu)理廢氣已成(cheng)為許多化工(gong)企業的一種(zhong)選擇。作為終(zhong)端控制(zhi)技術，蓄(xu)熱式焚燒爐廣泛(fan)應用(yong)于石(shi)油化(hua)工(gong)、精細化(hua)工(gong)、汽車(che)油漆(qi)等行業。由于蓄熱式焚燒(shao)爐適合處(chu)理(li)大風量(liang)、低濃度的有機廢氣，企業通常將廠區所有(you)有(you)機廢氣收集起來(lai)一起處理。然而，收集到(dao)的廢氣種類繁多，復雜(za)多樣，來源眾多。且部分蓄熱式(shi)焚燒爐設計單(dan)位(wei)缺(que)乏安全設計方面的經(jing)驗，導致(zhi)RTO投入使用后出(chu)現一些(xie)生產(chan)安全事(shi)故。正確和安全地選(xuan)擇和使用RTO已成為有機廢氣治理過(guo)程中(zhong)的一個新問題(ti)。根(gen)據多年處理化工VOC廢氣的(de)經驗，分析(xi)了某化工企業RTO爆炸(zha)的原(yuan)因。提出了RTO收(shou)集處理(li)(li)系統的管理(li)(li)要點(dian)。根據基本安全與日(ri)常相結合管理(li)原(yuan)則，提(ti)出了針對(dui)RTO制造商和使(shi)用單(dan)位的(de)事故(gu)預(yu)防對策。

二、事(shi)故(gu)時車間生產情況

某化工公司的凈化系統發生了兩次爆炸。事故中沒有造成人員傷亡，但是在聚合物多元醇車間，引風機損壞，現場設備著火，一些RTO附屬設備嚴重損壞，直接經濟損失達到100多萬元。按公司說法，該公司的生產方法是間歇生產，事故發生時，僅pop和Pl1/pl2產品的工藝廢氣通過DN50~DN350金屬管道收集（主要污染物為環氧乙烷、環氧丙烷、三甲胺、異丙醇、苯乙烯、丙烯腈等），然后通過引風機收集送RTO焚燒，這是R-RTO（旋轉蓄熱焚爐）收集廢氣和處理的詳細流程，如圖1所示。

圖1廢氣收集、焚燒流程簡圖

三(san)、事故原因分(fen)析

1.事故的直接原因。調查發現，該公司真空泵的出口溫度超過75℃，根據公式（1）~(3)所示，計算有機廢氣的冷凝效率。

（1）

（2）

（3）

公式:C1為冷凝前氣體濃度，g/m3；C2是凝結氣體的濃度，g/m3；M是氣體物質的分子質量；P1是T1氣體的飽和蒸汽壓力；P2是T2氣體的飽和蒸汽壓力；R為常數，8.314；p表示氣壓，101325 Pa；η是冷凝效率。75℃時，爆炸場中有機物的最大飽和濃度見表1。

表1不同溫度下有機物飽和濃度安全性分析

如表1所示，當真空泵出口尾氣溫度為75℃時，每種有機物質的飽和濃度理論上非常高。如果廢氣稀釋率不足，很容易引起安全事故。單套PL真空泵的環氧乙烷泄漏量約為120m3/h，三個真空泵的總流量為360 m3/h。事故發生時焚燒爐的實際處理風量也不超過5000m3/h，2.4%的平均濃度在相應的爆炸范圍內。可見廢氣排放真空泵出口溫度過高，有機材料沸點低，導致有機廢氣濃度高。與此同時，相應的稀釋倍數不夠，再加上環氧丙烷和環丙烷，氧乙烷化學性質，最終達到有機成分的相應爆炸極限，造成爆炸事故。

2.事(shi)故的間接(jie)原(yuan)因。(1)收集系統設(she)計(ji)不合理。調查(cha)發現，該公司沒有預先處理真空泵排放的(de)高濃度有機廢氣的(de)冷(leng)凝回收設(she)備，在PL系(xi)統設計(ji)中，對真空(kong)泵出口(kou)(kou)廢(fei)氣的收集(ji)方法進行了深入(ru)的研究，是不合理的。安裝在真空(kong)泵出口(kou)(kou)DN50收集管應增加冷凝回收設(she)備。(2)預(yu)處理措施不(bu)到(dao)位。POP、PL1、PL2有(you)機廢(fei)氣活性碳吸(xi)附車(che)間(jian)(jian)不(bu)(bu)具備吸(xi)附再生系(xi)(xi)統(tong)(tong)，該系(xi)(xi)統(tong)(tong)基(ji)本上無(wu)效。最終安(an)裝的(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼高壓風機沒有(you)變頻(pin)系(xi)(xi)統(tong)(tong)，導(dao)致負壓高能耗高的(de)(de)廢(fei)氣收(shou)集系(xi)(xi)統(tong)(tong)，不(bu)(bu)利(li)于有(you)機材料的(de)(de)冷凝和回收(shou)利(li)用(yong)。所(suo)使用(yong)的(de)(de)金屬洗滌塔具有(you)很強(qiang)(qiang)的(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)，無(wu)法有(you)效的(de)(de)在系(xi)(xi)統(tong)(tong)發(fa)生爆炸(zha)等事故時(shi)抵御爆炸(zha)的(de)(de)影響，爆炸(zha)導(dao)致沖擊(ji)波沿管道(dao)再次(ci)傳(chuan)至生產車(che)間(jian)(jian)，從而增加了爆炸(zha)風險。

四、事故預防對策

1.優化采集系統。吸風罩和風機的選型應以標準化方式進行。同時，廢氣裝置作為一個整體進行規劃，從而確保收集廢氣效率。防火收集和預處理系統設計時，不要只注重高強度有助于系統的安全性，同時還應在RTO爐設備本體和節點處廢氣收集管道處安裝防爆膜片。

2.加強預防行動。由于廢氣排放的變化太大，需要混勻、緩沖和預處理各種有機廢氣。建議使用PP填料塔預處理有機廢氣。PP填料塔填充塔強度低，在事故中容易泄壓，從而最大限度地提高了系統的安全性。

3.安裝在線監測系統并配置電氣控制操作室。凈化系統(RTO)雖然自動化程度很高，但必須由專業人員執行維護和管理任務。例如，有機物質的濃度往往在RTO爐爆炸前迅速增加。如果有人值守的系統可以觸發警報并采取必要的措施來防止事故的發生。

綜上所述，在對生產過程進行詳細研究的基礎上，正確認識生產過程中有機廢氣的排放特性，確保RTO引入的有機物濃度低于爆炸下限的25%，對的安全有效使用具有十分重要的意義。化工企業有機廢氣的處理關鍵。