根據(jù)《大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則》、《蓄熱燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范（征求意見(jiàn)稿）》等規(guī)范，針對(duì)RTO系統(tǒng)廢氣收集安全設(shè)計(jì)及主體設(shè)計(jì)，依據(jù)規(guī)范要求并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)歸納了以下要點(diǎn)：
廢氣輸送管道設(shè)計(jì)
1、生產(chǎn)車間輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)
精細(xì)化工行業(yè)的產(chǎn)品通常是間歇式生產(chǎn)，廢氣排放氣量波動(dòng)性較大，生產(chǎn)車間輸送風(fēng)機(jī)如采用定頻控制，車間支管段內(nèi)壓力也會(huì)隨廢氣排放氣量波動(dòng)而變化，存在支管段內(nèi)廢氣壓力不穩(wěn)而泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。因此，車間輸送風(fēng)機(jī)前端建議增加壓力檢測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置壓力參數(shù)，與車間輸送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖變頻控制，維持車間支管段內(nèi)壓力穩(wěn)定。
2、廢氣輸送管道坡度和排凝設(shè)置
精細(xì)化工行業(yè)廢氣成分復(fù)雜，波動(dòng)性大，車間預(yù)凈化一般會(huì)設(shè)置有冷凝和噴淋系統(tǒng)，起到“消谷平峰”的作用，然而，經(jīng)過(guò)冷凝和噴淋后的廢氣含有大量飽和水蒸氣，如設(shè)計(jì)不合理，廢氣輸送管道的拐點(diǎn)和低點(diǎn)會(huì)有積液凝聚，夏季積液揮發(fā)可能引發(fā)VOCs濃度超爆炸下限的風(fēng)險(xiǎn)，冬季積液凍結(jié)則可能造成管道損壞引發(fā)廢氣泄露的風(fēng)險(xiǎn)。因此，廢氣輸送管道應(yīng)依據(jù)《石油化工金屬管道布置設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，設(shè)計(jì)管道坡度，并在管道拐角和低點(diǎn)設(shè)置排凝點(diǎn)，定期排凝，避免管道內(nèi)積液現(xiàn)象的產(chǎn)生。
3、廢氣輸送管道防靜電設(shè)置
廢氣輸送管道一般距離較長(zhǎng)、管線復(fù)雜，氣體流速較快，管道內(nèi)會(huì)有靜電產(chǎn)生，如靜電大量積聚，會(huì)引發(fā)爆炸等安全事故。因此，廢氣輸送管道建議采用金屬管道，并依據(jù)《石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，做好管道法蘭跨接和靜電接地。
4、廢氣輸送管道壓力控制設(shè)計(jì)
依據(jù)《大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則》要求，廢氣輸送管道整體宜呈微負(fù)壓狀態(tài)，可有效避免各管道內(nèi)廢氣泄露、相互串氣的風(fēng)險(xiǎn)。因此，廢氣輸送管道需要做風(fēng)壓平衡計(jì)算，確保管道呈微負(fù)壓狀態(tài)。以某醫(yī)藥企業(yè)為例，計(jì)算步驟如下：
1）確定計(jì)算范圍：各單元風(fēng)機(jī)出口到RTO前風(fēng)機(jī)入口。
2）參照《簡(jiǎn)明通風(fēng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》，在6～14m/s流速范圍內(nèi)根據(jù)廢氣流量計(jì)算廢氣輸送管道管徑。
3）運(yùn)用風(fēng)壓平衡計(jì)算軟件：PipeFlowExpert。
4）選取介質(zhì)為廢氣（空氣），基本參數(shù)如表1所示。
5）管道材質(zhì)選擇，該企業(yè)管道材質(zhì)選取PP，絕對(duì)粗糙度系數(shù)為0.005mm。
6）管道走向繪制、管段長(zhǎng)度和管徑輸入。
7）各單元廢氣流量輸入、RTO前風(fēng)機(jī)壓力擬輸入。
8）得出該企業(yè)全廠風(fēng)壓平衡計(jì)算數(shù)據(jù)，如圖1所示。
圖1
由圖1可知，該企業(yè)各節(jié)點(diǎn)位置負(fù)壓最小值為－350Pa，處于微負(fù)壓狀態(tài)，滿足設(shè)計(jì)要求。此外，建議在廢氣輸送管道與車間各支管節(jié)點(diǎn)位置設(shè)置壓力檢測(cè)點(diǎn)，遠(yuǎn)傳操作界面，實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保廢氣輸送管道與車間支管節(jié)點(diǎn)位置負(fù)壓，避免各節(jié)點(diǎn)位置泄漏、串氣。
4、廢氣輸送管道阻火器和壓力泄放設(shè)置
通過(guò)對(duì)多家醫(yī)藥化工企業(yè)RTO爐的安全事故調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)廢氣輸送管道是目前發(fā)生爆炸事故的重災(zāi)區(qū)，因此，各生產(chǎn)車間出口管道上建議設(shè)置阻火器，避免爆炸事故擴(kuò)散到各生產(chǎn)車間，并在廢氣輸送管道的關(guān)鍵位置設(shè)置泄爆口，保證整個(gè)系統(tǒng)能夠及時(shí)、有效的泄爆。依據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》要求，RTO屬于明火設(shè)備，如RTO系統(tǒng)回火，會(huì)引發(fā)廢氣輸送管道起火或爆炸等安全事故，因此，廢氣輸送管道與RTO系統(tǒng)主體對(duì)接位置需設(shè)置阻火器，防止并阻斷RTO系統(tǒng)回火。
此外，精細(xì)化工的RTO焚燒系統(tǒng)區(qū)別噴涂機(jī)印刷行業(yè)，精細(xì)化工行業(yè)的廢氣特點(diǎn)及處理難度均比這幾個(gè)行業(yè)復(fù)雜/難得多，RTO系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)應(yīng)更加注意如下5點(diǎn)。
1、ROT設(shè)備材質(zhì)選型
精細(xì)化工行業(yè)廢氣中常含有鹵代烴、無(wú)機(jī)氯離子、硫、氮等元素，燃燒過(guò)程中會(huì)有氯化物、硫化物等腐蝕性較強(qiáng)的物質(zhì)產(chǎn)生，因此，RTO設(shè)備材質(zhì)選型應(yīng)結(jié)合企業(yè)廢氣性質(zhì)考慮，否則RTO設(shè)備各結(jié)構(gòu)件極易腐蝕損壞，存在RTO設(shè)備變形、坍塌、廢氣泄漏等安全風(fēng)險(xiǎn)。
2、ROT爐體內(nèi)部清洗設(shè)置
調(diào)研過(guò)多家醫(yī)藥化工企業(yè)RTO爐，發(fā)現(xiàn)大部分企業(yè)RTO爐在運(yùn)行一段時(shí)間后，蓄熱床層底部有二次污染物大量積聚（如圖2）、黏附現(xiàn)象，易造成蓄熱床層底部堵塞，引發(fā)火災(zāi)等安全事故。以某醫(yī)藥企業(yè)為例，經(jīng)過(guò)取樣試驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，該二次污染物具有以下特性：
1）良好的水溶性，同時(shí)易溶于乙醇；
2）滴加堿液后有明顯有機(jī)胺異味；
3）馬沸爐中加熱至250℃后發(fā)生升華現(xiàn)象，直接在爐壁結(jié)晶，加熱至300℃發(fā)生不完全燃燒；
4）水溶液COD高達(dá)數(shù)萬(wàn)mg/L，且水溶液含有大量氯離子。綜上所述初步預(yù)計(jì)為三乙胺鹽酸鹽，針對(duì)該類企業(yè)，RTO蓄熱床層底部建議增設(shè)清洗裝置，對(duì)底部蓄熱陶瓷體定期清洗，避免有機(jī)物黏附現(xiàn)象的產(chǎn)生。
3、RTO爐體壓力泄放設(shè)計(jì)
RTO爐蓄熱床層堵塞或某一時(shí)間段廢氣濃度驟升時(shí)，RTO燃燒室存在超壓的風(fēng)險(xiǎn)，因此，RTO燃燒室上應(yīng)設(shè)置泄壓閥，并在RTO進(jìn)出口管路設(shè)置壓差檢測(cè)裝置，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置壓差參數(shù)，與RTO控制程序聯(lián)鎖，當(dāng)進(jìn)出口管路的壓力差值大于設(shè)定值時(shí)，及時(shí)打開(kāi)泄壓閥泄壓。
4、LEL在線監(jiān)測(cè)設(shè)置
RTO系統(tǒng)上應(yīng)設(shè)置LEL在線監(jiān)測(cè)，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)待凈化廢氣濃度值，當(dāng)廢氣濃度瞬時(shí)值超過(guò)設(shè)定安全值后，采取稀釋、走旁通等應(yīng)對(duì)措施，避免高濃度廢氣直接進(jìn)入RTO爐體從而引發(fā)安全事故。LEL在線監(jiān)測(cè)的安裝位置和選型應(yīng)從時(shí)效性、準(zhǔn)確性等方面考慮，確保RTO系統(tǒng)能夠及時(shí)、有效的做出應(yīng)對(duì)措施，一般醫(yī)藥企業(yè)廢氣總管混合廢氣濃度波動(dòng)性大，比如某時(shí)刻該時(shí)間段混合廢氣濃度峰值在爆炸下限的27.3%，超過(guò)爆炸下限的25%，因RTO系統(tǒng)響應(yīng)及時(shí)，避免了安全事故的發(fā)生。
RTO系統(tǒng)突然斷氣斷電情況下，若RTO控制程序完全失電失氣，RTO控制界面各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)參數(shù)無(wú)法實(shí)時(shí)反饋，閥門切換不到位，存在廢氣燃燒、爆炸等安全隱患，因此，RTO系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置UPS備用電源和壓縮空氣儲(chǔ)氣罐
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