有害废气 有机废气治理RTO系统安全性分析

蓄热燃烧装置指将工业有机废气进行燃烧净化处理，并利用蓄热体对待处理废气进行换热升温、对净化后排气进行换热降温的装置，通常简称RTO。RTO治理系统因其对有机废气净化效率高、适用范围广、适用废气浓度范围广（较低浓度废气经过适当浓缩后可进入RTO进行处理），是目前固定源VOCs治理主要技术之一。常见蓄热燃烧法有机废气治理系统工艺流程图如图1所示。

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图1 常见蓄热燃烧法有机废气治理系统工艺流程图

& d2 p: ~' q# M) }1-废气收集2-废气管道3-预处理设施4-浓缩设备5-蓄热室6-燃烧室7-换热室8-后处理设施9-净化排放

) c( x0 J/ \6 z) ]$ b由于蓄热燃烧法有机废气治理系统内含有的高浓度有机废气存在易燃易爆风险，在治理系统中安全性是必须考虑的因素。
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1、废气收集与输送管道安全
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因有机废气的易燃性和存在爆炸的危险性，治理系统的有机废气浓度应控制在其爆炸下限的25%以下。当RTO进气浓度较高时，应采取措施调整废气中有机物浓度至其爆炸极限下限25%以下，以确保RTO运行安全。当废气浓度波动较大时，应在前端采取稀释、缓冲等措施，确保进入蓄热燃烧装置的废气浓度平稳且低于爆炸下限的25%。

) M3 k  M% Y' t当系统风管道采用金属材质时应采用光滑内壁金属管、采取法兰间铜片或铜线跨接、系统管道接地等措施，风管内壁禁止涂刷非导电防腐涂层，防止静电产生和积聚。当废气中含有腐蚀性气体时，所有集气罩、管道、阀门和颗粒过滤器均应采用耐腐蚀材料制造或按标准进行防腐处理。除控制处理气体的浓度、温度之外，在管道系统适当位置应安装符合相关规定的阻火装置。管道系统正压段应采取措施防止介质泄漏事故发生。当管道内气体温度超过60℃时，应做隔热保护或相关警示标识。

2、预处理和后处理部分安全


  z& g  R  s! u1 i( _8 [( p& v当废气中含有易自聚物质或自催化物质时，因其受热易发生自聚或自反应，导致蓄热体堵塞、系统压降上升或自燃事故，故此类废气不宜直接利用蓄热燃烧法进行处理。

废气预处理设施通常是对废气中的粉尘、酸、碱、易自聚物质、大分子物质废气、水分、含氯物质、漆雾等进行预处理。当有机废气中含有树脂、颗粒物、固化剂、高沸点芳烃等容易在管道输送过程中形成颗粒物时，应按物质的性质选择合适的吸收、吸附和过滤等预处理措施。后处理部分通常是对高温燃烧生成的NOx或处理含硫或含卤素有机物产生的二氧化硫、卤化氢气体。除了吸收装置之外，治理系统与主体生产装置之间、与储罐收集系统之间应安装阻火器（防火阀），阻火器的性能应符合相关标准的规定。

袋式除尘器处理高温炽热含尘气体时，在除尘器之前应设有火花捕集器，处理易燃易爆含尘气体应选用抗静电滤材并对外壳接地，且应设置防爆泄爆设施。除尘器过滤器应设置压差计，当压差超过设定范围时，应立即清理或更换过滤材料。应做好处理设施防雷防静电措施，根据不同处理设施分析其存在的安全风险并采取相应防护措施。对于预处理后湿度较大的废气应先采取除湿措施后再处理。

3、浓缩部分安全
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0 {7 A1 l. }8 C  v8 F9 J7 ~9 ^浓缩吸附材质一般选择活性炭或沸石转轮，但活性炭本身在高温下容易自燃不建议选择。对于沸石转轮应关注吸附过量有机废气后在高温状态下低闪点有机废气燃烧现象，进入转轮吸附区的废气温度宜控制在40℃以下，脱附风温度宜为180~220℃，不应高于300℃。应关注高沸点有机溶剂油雾过多堵塞转轮的情况，定期检查及校正转轮脱附温度，在进入转轮气室时应按照受限空间安全管理要求落实安全管理措施。转轮气室应设置温度监控和自动连锁控制系统及N2、消防水等自动灭火设施及防雷防静电设施。

4、蓄热室燃烧室换热器部分安全
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" ~6 @) s' z! l) {" w- W3 ?/ d* {* I蓄热通常有两室蓄热、三室蓄热和旋转式蓄热3种，辅助燃料通常有天然气、液化石油气、柴油和电加热等方式，不论何种燃料蓄热燃烧装置，均须设置过载、温度过热保护、防爆泄压装置等安全措施。燃料供给系统应设置高低压保护和泄漏报警装置。应具有过热保护功能并设置安全可靠的火焰控制系统、温度监测系统、压力控制系统等。应安装符合规定的防雷防静电设施，具备短路保护和接地保护功能，接地电阻应小于4Ω。装置应进行整体保温，隔热、保温层应采用阻燃材料，外表面温度应低于60℃，炉门、检修门、防爆口、传感器安置部位等局部区域应低于70℃。

为防止炉体残留废气发生爆炸风险，在开机点火和导入废气前应对炉体进行吹扫。燃烧室和蓄热室前的管道应设置压力计和安全泄放装置（安全阀或爆破片装置）。RTO气体进出口、燃烧室、蓄热室和换热器均应设具有自动报警功能的多点温度检测，并与系统连锁温度调节。应设置安全放散装置，燃烧室、蓄热室温度检测应与点火报警系统联锁，当温度过低或火焰熄灭时立即发出报警信号，关闭废气进气阀门并启动安全放散装置。应设置超温强制排风措施，进入燃烧室的废气浓度控制在废气的爆炸下限的25%以内，燃烧室、蓄热室进口设置废气浓度检测和报警联锁装置，当废气浓度达到爆炸下限的25%时应能立即发出报警信号并启动安全放散装置。

+ h6 }# s  I0 `6 `: ^5、末端排放部分安全

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! G4 ~7 ?! E) i& X& N治理系统排气筒的采样平台应牢固并设置符合标准的防护栏杆，护栏底部应设置踢脚板，对于高温部分管道应设置防烫措施和警示标识。对高温部分管道上的调节阀应选用耐高温阀门并定期检查，发现异常及时处理。对非防雷保护范围的排气筒，应装设避雷设施。
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6 M) F2 O8 ]) Y3 d3 o' f6、其他安全要求
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由于蓄热燃烧装置在高温下操作，存在爆炸的危险，在场址选择上应远离油库、储油槽、溶剂存放地以及其它危险化学品存放地。由于存在爆炸和着火的危险，系统的消防设计应纳入工厂的消防系统总体设计。消防通道、防火间距、安全疏散的设计和消防栓的布置应符合相关规定，按照规定配置移动式灭火器。
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必须在治理工程与主体生产装置之间安装阻火器或防火阀，压缩空气系统应设置低压保护和报警装置。输送高浓度含尘废气要选择除尘风机，输送高温废气应选择高温风机，输送有腐蚀性气体的应选择防腐风机，输送有爆炸和易燃气体的必须选用具有防爆功能的风机、电机，还应做好减震措施，风机、电机和现场的电气仪表等应满足现场防爆要求。

* {& g& D. G1 rRTO应设置自动控制，应具有自动记录温度变化曲线的功能以备查。根据工艺要求对系统废气浓度、温度、压力和流量等参数进行自动检测和控制。RTO装置设置连锁应急排气筒，蓄热燃烧装置的炉膛应设置超温强制排风措施。废气治理设备设置区域宜按相关标准设置可燃气体报警器。

考虑设备出现故障状态或事故状态时的安全，除编制常规安全操作规程外，还应编制故障状态处理程序，事故或紧急状态下应急操作和排除方法文件并落实培训。