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        RTO的安全性研究

        發布時間:2022-07-19 09:15:00 點擊:

        0 引言

        RTO焚燒爐、RTO、RCO專業生成廠家無錫澤川環境2022年7月19日訊 蓄熱式焚燒爐 Regenerative Thermal Oxidizer(RTO),是一種將工業有機廢氣VOCs燃燒凈化的裝置,利用蓄熱體對待處理廢氣進行升溫換熱,凈化后氣體進行降溫換熱的裝置。蓄熱式焚燒爐主要由蓄熱室、燃燒室、換向系統、控制系統、管道收集等幾部分組成。常見的三床式蓄熱焚燒爐工藝流程如圖1所示。

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        工藝原理是有機廢氣經預處理后進入蓄熱室1,與陶瓷蓄熱體換熱后升溫進入燃燒室,燃燒后廢氣由蓄熱室2排出,同時蓄熱室3中的殘留污染物經凈化氣反吹后也由蓄熱室2排出,蓄熱室2得到蓄熱,作為下一階段的進氣室,第二、第三階段通過換向系統依次循環交替進行。RTO的優點是處理效率高,尤其是三床式RTO凈化效率達99%,是徹底處理有機廢氣凈化的良好解決方案。但是RTO本身是個點火裝置,存在安全隱患,要保持良好的運行,需要在工藝上精心設計、管理上科學嚴謹、操作細致。

        1  現存問題

        目前RTO在運行使用過程中暴露出一些安全問題,主要是火災、爆炸等安全問題。大部分由于操作不當,管理不規范、麻痹疏忽引起,也有設計上考慮不周,自動控制品質太差、失靈等情況導致危險隱患遲滯警報,引起火災爆炸事故。通過調研醫藥化工行業RTO運行中的多家企業,歸納總結主要存在以下幾方面問題:

        (1)環境治理單位對企業主的生產工藝情況論證不足,沒有考慮生產過程多變性、間歇性、排放氣量不穩定、濃度波動太大等實際因素,設計出RTO設備存在技術上缺陷,自動化程度低,應急排放及處理措施設計不全;

        (2)企業主為了節省投資和降低運行成本,要求環境治理單位盡量簡化RTO配置設計,尤其是自動化程序設計安全性措施不足;

        (3)某些企業管理不到位,操作人員沒有嚴格執行操作規程、麻痹大意,工藝技術人員沒有深刻領悟RTO技術工藝及設備材料性能,設置合理的安全應急措施。對于生產工況波動大時,沒有能夠及時采取有效措施;

        (4)激烈的市場價格競爭,使得環境治理單位設計的RTO設備采用最經濟、甚至較差的材料、控制系統等,導致安全隱患增大;

        (5)某些企業安全隱患排查力度不夠,平時對RTO設備系統等疏于維護、保養,儀表閥門等關鍵控制部件定期檢驗校驗不及時,部分材料陶瓷蓄熱體堵塞、點火裝置失效等部件帶病工作,都是引起火災爆炸的因素。

        2 改進措施

        為了使RTO設備能夠高效穩定的運行,減小安全事故發生頻率,環境治理單位在設計時必須充分考慮到RTO設備的安全隱患問題,設置多道防線,嚴格控制有機廢氣進行濃度及雜質,優選控制系統。設備運行單位(業主)必須加強管理、強化培訓及提高操作人員的專業技術水平。具體措施歸納如下:

        (1)環境治理單位在設計RTO時要對企業生產工藝,有機廢氣的排放特點進行充分調研,盡量摸排清楚有機廢氣的組分、濃度、排氣量,排放時間、周期等工況特征。針對不同的廢氣組分在設計時RTO前端必須有預處理設施,去除對RTO運行有害的污染物、顆粒物等,減少RTO運行時由前端污染物引起的安全隱患。

        (2)對有機廢氣濃度進行實時監測,特別是廢氣濃度波動大時應采取稀釋、緩沖等措施,控制濃度在爆炸極限下限的25%以下。當進氣濃度超過報警值時打開應急排空閥,廢氣應急排空。RTO燃燒室設置高溫閥,當燃燒室溫度超過900℃時高溫閥自動打開,凈化氣排空。RTO控制系統換向閥門、監測儀表等應選用較好的材料、確保其可靠性,定期校驗,確保其在準確有效范圍內。

        (3)企業要加強安全管理,制定科學合理的工藝管理制度。對操作人員加強培訓使其充分領會設計意圖,對工藝控制點的理解深入到位,培養細心嚴謹操作品格,制定激勵獎懲制定,提高員工積極性。

        (4)RTO設計時必須要有應急排風設施,作為濃度報警時緊急排空。在設備附近設置消防設施,管道上安裝阻火器,設備本體安裝安全閥等措施。

        (5)提高企業的事故應急處理能力,建立安全隱患排查制度,RTO設備的易損件如換向閥門等平時多巡查,發現問題及時處理,將安全隱患降至最低。

        3 注意事項

        RTO在運行使用過程中的安全注意事項,歸納以下幾點:

        (1)管道內的爆炸,大部分都來源于管道內有大量有機積液突然揮發,再遇上靜電而產生的。輸送腐蝕性氣體的管道比較難做防靜電設施,只能降低風速,設計在8m/s以下的風速比較適合。

        (2)爐膛內的明火很難進入車間過來的管道,因為RTO焚燒爐有2m左右高的蓄熱陶瓷,蓄熱體本身就是很好的阻火器。在管道前端可以安裝阻火器,進一步保障生產車間內的安全。

        (3)在點火前要進行吹掃,吹掃的目的是將殘留在管道和爐膛內的有機物清理干凈,避免點火時引爆。入口處有濃度檢測儀,響應時間在5s左右,所以濃度檢測儀的安裝位置比較重要,且要做緩沖罐,當檢測到廢氣濃度高報警,新風風門會自動打開進行濃度稀釋;若廢氣濃度高會報警,則切斷與生產線間的聯機,廢氣直接旁通到煙囪?,F實生產中做多少措施也無法100%避免爆炸,所以在適當的位置加泄爆裝置,比如爐膛頂部有泄爆門,此泄爆門可以靠自重關閉,泄爆后不會影響RTO焚燒爐的正常運行;緩沖罐上有泄爆片。有這些泄爆措施,即使發生爆炸,也會把爆炸的損失降到最低。

        (4)RTO焚燒爐非常害怕突然停電,爐膛內的高溫無法快速散去,導致很多防腐材料或者其他設備被高溫損壞。設計一臺應急壓縮空氣儲氣罐、UPS和手自動控制的泄爆門,一旦突然停電,UPS和應急壓縮空氣儲氣罐會將所有風門打到安全位置,比如新風風門開啟,吹掃風門開啟,泄爆門打開等;應急壓縮空氣會進入燃燒器管道,避免高溫煙氣從燃燒器泄露出來,導致點火管路的危險和損壞燃燒器。但壓縮空氣罐僅能支撐15-20min左右,甲方需要配置備用電源給壓縮空氣或助燃風機。

        (5)RTO焚燒爐出口接洗滌塔,若洗滌塔是玻璃鋼材質,則RTO焚燒爐出口溫度需要控制在100℃以下,若超過100℃,設備會自動切斷與生產線之間的聯機,工藝廢氣直接進入煙囪。

        (6)爐膛內有2支熱電偶,每支熱電偶都是雙支的,如果一支出現問題,還有一支備用,保證爐膛內溫度控制均勻。爐膛溫度不能超過980℃,否則內部的蓄熱陶瓷和陶瓷纖維組塊的使用壽命會受影響,當爐膛溫度超過一定值時,燃油管路的雙電磁閥會自動關閉,避免柴油泄漏進入爐膛。爐膛溫度再高就要打開新風風門去降溫,當爐膛溫度發生高高報警,RTO焚燒爐自動切斷與生產線的聯機,工藝廢氣直接進入煙囪。

        (7)RTO焚燒爐在作業時一定程度上具有非常大的危險性,所以一定要確保不相關人員盡量遠離,同時專業操作人員在進行操作的時候也要注意時刻關注RTO焚燒爐在燃燒時的狀態,確保不會因為以上的問題出現故障,如果出現故障就依照產品故障排除說明進行故障排除,以免產生更大危險事故。


        作者簡介:曹海洋(1980-),男,漢族,浙江杭州人,注冊環保工程師,本 科,主要從事環境工程污染治理工程設計與工藝開發工作。

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