爆炸背后折射出VOCs急需安全高效的廢氣處理設備

近日，連續發(fā)生多起因環(huán)保設備問(wèn)題造成的安全事故，引起廣泛的關(guān)注。有鑒于此，天津市委安全辦公室要求：對采用“低溫等離子”等可能產(chǎn)生點(diǎn)火能的工藝或設備設施處理易燃易爆會(huì )發(fā)有機物的環(huán)保設施，要立即停用，并全面進(jìn)行安全風(fēng)險評價(jià)。

隨著(zhù)有機廢氣（VOCs）排放要求的提高，節能環(huán)保設備如何安全、高效、穩定地運行日益引起國內外廣泛關(guān)注。

經(jīng)了解，任道環(huán)?？萍迹ㄌK州）有限公司處理廠(chǎng)家的廢氣主要成分有：苯乙烯、苯酚、環(huán)己烷、丙烯腈、丁二烯等，其排放特點(diǎn)為：儲罐廢氣濃度變化較大，波動(dòng)頻繁。車(chē)間屬于間歇式生產(chǎn)，有粉塵。在環(huán)保法規日益嚴苛的氛圍下，采用蓄熱焚燒（RTO）技術(shù)處理是其趨勢，但由于該類(lèi)型廢氣濃度波動(dòng)較大，最高的時(shí)候VOCs濃度高達數千，低的時(shí)候只有幾百。如果使用常規RTO技術(shù)處理有發(fā)生爆炸、運行不穩定的潛在風(fēng)險。

GRTO蓄熱式氧化焚燒爐（GuaranteeRegenerativeThermalOxidizer，簡(jiǎn)稱(chēng)GRTO）是一種用于處理高濃度揮發(fā)性有機廢氣的節能高效安全環(huán)保裝置。原理是將廢氣加熱到760~830℃，廢氣中的有機物在高溫下發(fā)生氧化反應，使廢氣中的碳氫化合物變成CO2和H2O，直接排放到大氣。該套裝置高效穩定：

1）VOC的凈化效率99.5%；

2）低溫燃燒不產(chǎn)生的氮氧化物；

3）具有很高熱效率（達到95%以上）；同時(shí)可以實(shí)現余熱回收；

4）投資和運行成本性?xún)r(jià)比高；可產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

GRTO系統運作流程

焚燒爐是由三個(gè)加固保溫之室所構成，室內部分區域填滿(mǎn)耐高溫陶瓷蓄熱材，焚燒爐利用天然氣加熱維持燃燒爐內之燃燒室設定溫度。位于GRTO旁邊的切換閥和風(fēng)管通道，不僅可以控制廢氣的進(jìn)出方向，而且使廢氣在GRTO爐內作一個(gè)順時(shí)針和逆時(shí)針流動(dòng)的作用。此方向切換的模式由PLC控制完成，PLC的這種定期切換的控制大大提高了系統熱回收效率。一般一個(gè)切換動(dòng)作的循環(huán)時(shí)間約為2到4分鐘。

廢氣通過(guò)熱回收室進(jìn)入氧化室，在這個(gè)過(guò)程中，高溫蓄熱陶瓷會(huì )先預熱入口廢氣然后導入氧化爐腔。當廢氣經(jīng)過(guò)蓄熱床時(shí)，溫度會(huì )急劇上升。在燃燒室氧化反應后，高溫干凈的氣體會(huì )通過(guò)并加熱另一側的蓄熱床。為了提高蓄熱床的熱回收效率，系統通過(guò)PLC定時(shí)控制雙切風(fēng)門(mén)作動(dòng)來(lái)切換廢氣的流動(dòng)方向。這樣周期性的切換使溫度更加均勻的分布到整個(gè)氧化爐體。

工藝風(fēng)量在足夠濃度的揮發(fā)性有機氣體(3-4%LEL最低爆炸極限)下，碳氫化合物所形成的熱能將會(huì )自行維持燃燒的過(guò)程，而不需要額外的熱能。

系統安全控制

1、系統安裝停電保護、過(guò)載保護、線(xiàn)路故障保護和誤操作等安全保護裝置，所有電氣設備均可靠接地，保證系統在特殊狀態(tài)下的安全性（在相對濕度80%，電器回路絕緣電阻不小于24兆歐，電氣連線(xiàn)外有金屬軟管保護）。

2、系統設有保護接地控制系統的接地分為兩部分：保護地（交流地）和屏蔽地（直流地）?？刂葡到y接地的目的就是為了當進(jìn)入控制系統的信號、供電電源或設備本身出現問(wèn)題時(shí)，有效地接地系統可承受過(guò)載電流，并迅速將其導入大地，為系統提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，為整個(gè)控制系統提供公共信號參考點(diǎn)。有效地接地系統的保護有兩方面：人員保護和設備保護。當接地系統發(fā)生問(wèn)題時(shí)，可造成人員的觸電傷害，設備著(zhù)火損失。

3、GRTO采用燃燒器加熱，并通溫度控制，有效保障氧化室使用條件。

4、熱氧化室采用正壓設計，廢氣在爐膛內經(jīng)過(guò)復雜的物理化學(xué)反應，使廢氣中的有機物質(zhì)徹底分解銷(xiāo)毀。熱氧化室內襯陶瓷纖維模塊，最外層以鋼板保護層，爐體外壁溫升不超過(guò)35℃。

5、在熱氧化室上部設有防爆口，以防止爐膛內煙氣爆燃對爐體的損壞。熱氧化室設有熱電偶，及時(shí)反映熱氧化室內溫度，便于及時(shí)條件電加熱器。

6、當廢氣濃度不在設定范圍內，GRTO會(huì )出現高溫報警，旁通管路氣動(dòng)閥打開(kāi)，廢氣直接通過(guò)風(fēng)機直接經(jīng)煙囪排向大氣；當熱氧化系統出現故障時(shí)，進(jìn)系統前的廢氣直接通過(guò)旁通管路，由引風(fēng)機經(jīng)煙囪排入大氣。

7、GRTO系統采用PLC自動(dòng)控制，通過(guò)采集與傳輸溫度、壓力的參數變化信號來(lái)達到自控氧化與自控聯(lián)鎖的安全保護功能。對氧化處理設備中關(guān)鍵設備的運行狀態(tài)、關(guān)鍵點(diǎn)的溫度和壓力加以監測。為保證廢物處理系統的正常運行，通過(guò)采集與傳輸溫度、壓力的參數變化信號來(lái)達到自控氧化與自控聯(lián)鎖的安全保護功能。保證生產(chǎn)的穩定和高效，減輕勞動(dòng)強度，改善操作環(huán)境，實(shí)現處理過(guò)程的現代化生產(chǎn)管理。

GRTO安全運行的措施

1、阻火器：在GRTO入口安裝阻火器，防止GRTO氧化室由于粉塵顆粒物著(zhù)火或者壓力波動(dòng)導致管道發(fā)生回火，進(jìn)一步保障前端的安全。一般情況下?tīng)t內的高溫廢氣不會(huì )回流到廢氣收集管內，如若GRTO爐的正壓波動(dòng)較大，如廢氣收集管未安裝阻火裝置，則可能導致高溫廢氣回流至GRTO出口管道內，引起廢氣管道爆炸等安全事故。

2、防爆門(mén)：氧化室上部設有防爆門(mén)，以防止煙氣爆燃對爐體的損壞，起到瞬間泄壓作用；

3、高溫旁通煙道：RTO系統設旁通煙道，當系統處于非正常運行時(shí)，廢氣從旁通煙道直接進(jìn)煙囪排向大氣；

4、高溫限制器：依NFPA86規定，高溫限制器于主控制盤(pán)上為獨立控制，并經(jīng)FM認證，功能為高溫控制報警，并且此報警信號不需經(jīng)過(guò)PLC而直接與燃燒器聯(lián)接，如超過(guò)設定溫度，立即關(guān)閉燃燒器，而且高溫限制器如果失去功能或者溫度傳感器失去監測功能，也會(huì )立即自動(dòng)關(guān)閉燃燒器。

5、安全啟機預熱：高壓點(diǎn)火過(guò)程由火焰偵測儀來(lái)觀(guān)察和控制，首先點(diǎn)燃燃料串的母火，確認無(wú)誤后再導入天然氣點(diǎn)燃主火進(jìn)行爐體預熱。天然氣燃料串根據NFPA（美國消防協(xié)會(huì )）規定設置兩個(gè)由FM（工廠(chǎng)互助保險協(xié)會(huì )）認證的快關(guān)閥門(mén)，并配有調壓閥來(lái)將管道天然氣壓力調整至RTO系統所需的壓力。

6、控溫：氧化室安裝有四只熱電偶，用于溫度顯示，溫度記錄，溫度控制，連鎖系統運行，報警以及控制主燃料比例閥開(kāi)度.監控爐膛溫度須達VOCs分解溫度以及不能超過(guò)預警溫度（980℃），熱電偶使用雙支熱電偶，一側接入PLC控制設備，另一側接入高溫限制器進(jìn)行高溫保護，并達到雙重保險的功能。否則內部的蓄熱陶瓷和陶瓷纖維組的使用壽命會(huì )受影響，當爐膛溫度超過(guò)一定值時(shí)，燃油管路的雙關(guān)斷閥會(huì )自動(dòng)關(guān)閉（并帶有位置反饋），爐膛溫度再高就要打開(kāi)新風(fēng)風(fēng)門(mén)去降溫，當爐膛溫度發(fā)生高高報警，GRTO自動(dòng)切斷與生產(chǎn)線(xiàn)的聯(lián)機，工藝廢氣直接進(jìn)入煙囪。

7、吹掃：在RTO啟動(dòng)時(shí)，根據NFPA規定先對RTO進(jìn)行吹掃，至少置換6倍RTO體積的新鮮空氣，吹掃的目的是將殘留在RTO管道和爐膛內的有機物清理干凈，避免點(diǎn)火時(shí)引爆。
       任道環(huán)?？萍迹ㄌK州）有限公司坐落于江蘇省昆山市，專(zhuān)業(yè)從事工業(yè)廢氣污染防治工程（含各類(lèi)粉塵及廢氣）,是一家集廢氣處理系統設計、制造與銷(xiāo)售為一體的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠(chǎng)家。主營(yíng)產(chǎn)品有RTO廢氣處理設備、有機廢氣處理設備、VOCs廢氣處理設備、防爆布袋除塵器、酸堿廢氣處理設備、吸附塔、酸洗塔、有機廢氣處理設備、干式脈沖濾筒除塵器、干式脈沖布袋除塵器、RTO、RCO、單機除塵器、倉頂除塵器、旋風(fēng)分離器、噴淋塔、防爆除塵設備、木業(yè)防爆除塵設備、PCB防爆除塵器、活性炭吸附塔、油污凈化器、靜電除油設備等。
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