【摘要】经过对一同有机废气管道系统爆炸事故的缘由剖析，提出了预防废气处置系统爆炸的安全对策措施，并得出了相关结论：蓄热式热力熄灭炉(RTO)等废气处置设备自身普通不会产生爆炸事故;废气处置系统产生爆炸的实质缘由是有机废气浓度高于爆炸下限，并存在点火源;企业应注重废气处置系统有机废气浓度的检测和预处置，并思索事故状态下的紧急排放和处置，确保有机废气处于安全浓度以下，消弭爆炸的本源。

1.前言


有机废气管理常见办法有：冷凝回收法、吸收、吸附法(直接吸附法、吸附-回收法、新型吸附-催化熄灭法)、直接熄灭法、催化熄灭法等。

目前化工企业常见的有机废气处置设备为蓄热式热氧化炉(RTO)。与传统的催化熄灭、直燃式热氧化炉(TO)相比，具有热效率高(≥95%)、运转本钱低、能处置大风量低浓度等优点。其原理是把有机废气加热到760℃以上，使废气中的VOC氧化合成成二氧化碳和水。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体，使陶瓷体升温而“蓄热”，此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气，从而俭省废气升温的燃料耗费。陶瓷蓄热体分红两个(含两个)以上的区或室，每个蓄热室依次阅历蓄热-放热-打扫等程序，循环往复，连续工作。蓄热室“放热”后应立刻引入部分已处置合格的洁净排气对该蓄热室中止打扫(以保证VOC去除率在95%以上)，只需待打扫完成后才干进入“蓄热”程序。RTO技术适用于大风量、低浓度的废气管理，是目前国内管理有机废气较成熟、适用的办法。


本文分离一同有机废气管道系统爆炸事故来剖析废气处置系统的爆炸缘由，并提出了安全对策措施，以供化工企业废气处置系统的防爆设计或安全隐患排查管理。
3)企业在注重RTO蓄热式热力熄灭炉等废气处置设备安全自动化功用(有机废气的浓度检测和连锁)的同时，更应注重各废气吸入点有机废气浓度的检测和预处置，并思索事故状态下的紧急排放和处置，确保整个废气处置系统一切废气吸入点吸入的有机废气浓度处于安全浓度以下，从源头上消弭废气处置系统发作爆炸。

2.一同有机废气管道系统爆炸事故剖析

2011年7月中旬某精密化工企业发作一同有机废气管道爆炸事故。该企业在查找事故缘由时，意见比较分散。为进一步搞清事故缘由，2011年8月2日该企业安环部经理带领工艺、设备、车间主任、车间安全员等相关人员到宁波全球安全科技有限公司中止事故缘由剖析研讨。宁波全球安全科技有限公司曾多次做过该企业的安全评价，对该企业的工艺、设备、原辅资料等比较了解。经过研讨，使我们双方对废气处置系统的爆炸事缘由有了深化的认识。
2.1事故简介
2011年7月中旬上午10点50分左右，6车间主任助理和班组长在6、7车间之间西面的主道路桥架(废气管)下，忽然听到一声沉闷的声响，紧接着又听到一声响声。此时发现废气管有点烟雾，响声大致在7、8车间之间的这段废气管道上。两声响声后又连着一声响声，发现8车间甲苯回收装置上的废气管道一头堵板(泄爆板)冲开并有火焰冒出。事故发作后，企业有关部门人员马上到现场查看和处置，爆炸招致废气管上与车间对接塑料管道焊接处冲开。到现场约2分钟后发现5车间西南角处废气管道发作熄灭，经近20分钟努力将明火扑灭，无人员受伤，但构成多处管道破损。事故发作时，三废操作人员正在甲苯回收装置的废气管道堵板冲开处下面涂设备螺丝黄油，事故过程描画与6车间主任助理、班组长的描画基本分歧。

2.2事故发作时企业消费状况
 


图1爆炸管道现场照片


6、7车间停产检修，车间废气管与总废气管已断开，并有盲板密封。当天当时无任何接近废气管道的动火作业。


在事故剖析时，我们首先要搞清是什么物质产生爆炸?该物质从哪里来?爆炸的要素能否具备?

我们依照爆炸“四要素”(氧化剂、点火源、可燃物及浓度)的思绪查找事故缘由。

1)氧化剂为空气

各废气吸入口在吸入废气的同时也吸入了空气，废气管道中有大量空气，氧气(氧化剂)不时存在。

2)点火源为静电
由于废气管道为塑料材质，废气支管与总管连通为插入式三通，废气管道中气体流速较大，在直角三通等处由于尖角易产生静电(点火源)。
2.3事故缘由剖析研讨
化工企业的废气成分比较复杂，普通为多组份混合气体，通常具有易燃易爆性、毒害性且伴有臭味，易对周边环境构成污染，严重时会引发社会群体事情。各级环保部门在多年前就提出了“零排放”的概念，请求企业对化工废气中止搜集、管理。

3)可燃物为甲苯

经过扫除法确认可燃物为来自8车间某产品反响釜原料甲苯蒸汽。

4)可燃物的浓度

在我们狐疑管道中甲苯废气浓度能否超标的时分，刚好一同前来参与研讨的车间工艺员曾于2010年4月对该反响釜甲苯废气排放浓度中止过测试，笔记中测试数据记载标明：8车间反响釜废气出口管道中甲苯的含量在5%～6%(v/v)左右。甲苯的爆炸下限为1.2%(v/v)，爆炸上限为7.0%(v/v)，8车间反响釜废气出口管道中甲苯废气的含量处于爆炸极限之中。

5)爆炸发作时间剖析

正常状况下8车间反响釜废气是先经冷凝器冷凝和活性碳吸附回收后，再排入废气总管。甲苯吸附回收装置设备和管道均为金属材质，电气防爆，设备、管道中止防静电接地。由于没有点火源，故甲苯吸附回收装置设备和管道没有发作过爆炸事故。


经过甲苯吸附回收装置后的甲苯废气浓度很低，故废气总管也没有发作过爆炸事故。



3预防废气处置系统爆炸的安全对策


冷凝回收法、吸收、吸附法(直接吸附法、吸附-回收法、新型吸附-催化熄灭法)、直接熄灭法、催化熄灭法等废气处置设备自身普通不会产生爆炸。

废气处置系统爆炸的基本缘由是废气中可燃气体的浓度处于爆炸极限同时存在点火源。

直接熄灭法、催化熄灭法、蓄热式热氧化炉(RTO)设备自身，只需在点火时，假如违背操作规程，先送气后点火才会产生爆炸。
因而避免废气处置设备爆炸的主要措施，是要控制各废气吸入点吸入的各有机气体浓度小于爆炸下限，倡议以爆炸下限30%(v/v)为设防值(我们在此称之为安全浓度)。

假如某点吸入的有机气体浓渡过高，则应采取冷却或冷冻的办法，采用金属换热器械(如板式冷凝器)和金属管道(要防静电接地)，使其中的有机气体安全地冷却成液体回流或搜集到某容器，使进入废气搜集系统的废气浓度降低到安全浓度。

以蓄热式热氧化炉(RTO)为例，认真阅读其运用阐明中，RTO设备消费厂家均提到只适用于低浓度(低于30%LFL)、大风量。

化工企业不只需关注正常状况下，各废气吸入点吸入的废气浓度;更要关注非正常状态下，各废气吸入点吸入的废气浓度，例如要思索反响器冲料、安全泄放等高浓度有机气体，大大高于爆炸下限，切不可排入只适用于低浓度有机废气处置系统，以防产生废气管道系统和处置设备发作爆炸事故。由于废气管道衔接许多设备和车间，废气处置系统的爆炸事故，严重时会惹起其他设备或车间的连锁反响。

对有可能产生冲料和反响失控的反响器，企业应预先研讨采取平布置放的措施，首先应采取温度和压力的检测报警或连锁等安全自动化伎俩，避免冲料和反响失控制现象的发作;其次应设计安全泄料设备，以满足万一发作冲料事故或反响失控制安全泄放系统动作，大量有机体气体的安全泄放和处置，例如设计事故缓冲罐，以至高空排放设备。

为避免有机废气处置系统爆炸事故，我们倡议企业应从以下几个方面采取细致的安全对策措施：
近五六年来各级环保部门都在推行RTO技术，但由于发作过数起废气处置系统爆炸事故，且没有发布正式的事故调查报告，事故缘由不明，使不少企业对废气处置系统心有余悸，不敢运用RTO技术。

1)要对高浓度废气中止预处置，降低排入废气处置系统的可燃物浓度，如对反响釜废气排放口设冷却或冷冻回收装置，或活性碳纤维吸附回收装置;遏止高于爆炸下限的可燃蒸汽和可燃气体排入废气管道系统。

2)在废气系统设计前，要对各废气吸入点的可燃物浓度中止检测剖析，控制各废气吸入点的易燃物质的浓度低于爆炸下限，并要中止正常工作状态或非正常工作状态下的可燃气体浓度检测。当某废气吸入点各种工况可能吸入的可燃物浓度超越安全浓度时，要改动工艺或设备，如补充新风或中止惰性化处置。对可能会产生废气浓度接近爆炸下限的废气支管道设置在线可燃气体浓度检测报警器和新风补充设备，在线可燃气体浓度检测报警器应和新风补充设备联锁。

3)反响釜应尽可能采用密闭式，避免有空气(氧气)进入反响釜和废气管道，降低高浓度废气中氧气含量，当然能惰性化(如充氮)更好。
5车间用到的原料有：丙酮、三氯氧磷、甲苯、异丙醇等。

4)对各车间内产生的废气中止剖析，存在忌讳物质的废气应分开处置。

5)当废气管道内可能堆积风险物质时(如活性碳、叠氮化合物等)时应思索对废气管道中止定期清洗。

6)在废气管道设计、装置时须应思索有一定的斜度，便当积液的扫除，避免积液积聚过多而招致废气管变形和残留的混合物过多，惹起二次爆炸;并对废气总管内的积液中止定时排液。

7)废气管道在各风险点(如支管接入总管处)设泄爆板，以减少爆炸气体大量回冲反响釜，产生连锁反响。

8)在各车间废气支管与总管衔接处采用软衔接，便当事故状态下的紧急切断，或在各车间废气支管上加装阻火器，也能够在各车间设置水喷淋预处置塔(注：此水喷淋预处置塔同时还能起到阻火作用;此喷淋水应定期检测，超越规则浓度时应及时改换)，预处置后排到废气总管，以防故状态下的火灾蔓延。如经济实力答应，废气管道应优先采用不锈钢资料，以便更好地消弭废气管道的静电。
当企业不能承接全部废气管道采用不锈钢资料时，倡议废气管道上的三通、四通(含活动方向20倍管径长度范围内)应尽可能采用不锈钢资料，并要做好防静电接地工作。

支管接入总管等三通入口，应倾斜一定角度，以使气流平缓和减少气体活动阻力，既能减小静电，也能降低耗费。

4结论



1)RTO蓄热式热力熄灭炉是明火设备，和催化氧化等废气处置设备一样，自身普通不会产生爆炸事故。
事故发作的当天，恰恰8间废气甲苯吸附回收装置检修停用，废气未经过甲苯吸附回收系统直接排入废气总管内。此段管道为塑料管道，与总管衔接为直角三通，8车间反响釜废气出口管道中甲苯的含量在5%～6%(v/v)左右。由于废气管道中甲苯气体浓度处于爆炸极限范围内;废气管道内气体流速较快，废气管道材质为易产生静电的塑料，而且有直角三通等处易产生静电，具备了气体爆炸发作的四个要素，因而发作了废气爆炸。

2)废气处置系统产生爆炸(废气管道爆炸、RTO蓄热式热力熄灭炉或催化氧化装置爆炸)，其实质缘由是其中的有机废气浓度高于爆炸下限，并存在静电、高热或明火等点火源。


8车间某产品反响釜用到的原料有：甲苯、硫酸、三氯化铝等。三氯化铝投料方式采用敞开式的人工投料，反响是在常压状况下中止的。反响过程中，反响釜不密闭，而是采用料袋将投料口梗塞的方式。8车间废气原本是由甲苯回收装置吸附后，再排入废气总管的。事故发作的当天，恰恰甲苯回收装置检修停用，废气未经过甲苯吸附回收系统而直接排入废气总管内。

环保部门在推行RTO等废气处置技术时，应请求企业对废气搜集系统中止安全性剖析，确保废气搜集管道系统不会产生爆炸事故，才干把好事办好。