VOCs廢氣處理工藝之RTO危害要素分析及對策
VOCs廢氣處理工藝之RTO危害要素分析及對策摘要
摘要： 蓄 熱式熱氧化爐（RTO）是一種高效有機廢氣治理設備。 與傳統的（de）催化（huà）燃燒、直燃式熱（rè） 氧化爐（lú）（TO）相比 ，具有熱效率高、運行成本低、能處理大風量低濃度廢氣（qì）等（děng）特點。 本文
摘要：蓄熱式熱氧化爐（RTO）是（shì）一種高效有機廢氣治理設備。與傳統的催化（huà）燃燒、直燃式熱氧化爐（TO）相（xiàng）比，具有（yǒu）熱效率高、運行（háng）成本低、能處理大風量（liàng）低濃度廢氣等特點。本文對RTO及相關設施危（wēi）害因素進行詳（xiáng）細分析。
1. RTO工作原理介（jiè）紹
目前，在國內應用廣泛、工藝技術較為成（chéng）熟的蓄熱式熱氧化爐(RTO)主要為三室RTO（RTO工藝流程圖見（jiàn）圖1），即RTO分（fèn）為三個蓄熱室，其中蓄熱室（shì）填充床為耐熱、耐腐蝕的（de）陶瓷材料填充，確保（bǎo）RTO熱回（huí）收率在95%以（yǐ）上（shàng），以便更好的淨化去除VOCs。
其工作（zuò）原理是使生產過程中產生的VOCs（濃度小於25 %LEL）在800℃以上發生氧化反應，使（shǐ）其氧化生成（chéng）二氧化碳（CO2）和水（H2O）；假如VOCs中含有鹵（lǔ）素、硫等雜原子（zǐ）的有機物，則會氧化生成氯化氫(HCl)、二氧化硫(SO2)等氣（qì）體。
首先廢氣通過管道經RTO進口閥進入第1個蓄熱填充床（chuáng）發生氧化反應燃（rán）燒分解（jiě），經（jīng）燃燒室充分燃（rán）燒後的高（gāo）溫淨化氣體通過第3個蓄熱填充床（chuáng）被冷卻後，部分冷卻淨化氣體吹掃第2個蓄熱（rè）填充床，部（bù）分冷卻淨化氣（qì）體經（jīng）RTO引風機進入尾氣吸收係統，噴淋吸（xī）收後達（dá）標排放至大氣環境，三個蓄（xù）熱填充（chōng）床依次經曆加熱(氧化分解)、冷卻、吹掃等三個步驟，通過RTO進口閥、出口閥、吹掃閥（fá）自（zì）動切換，周而（ér）複始，循環操作。
圖1 工藝流程圖
2.RTO及相關設施危害因素分析
（1）企業在原設計中（zhōng）未考慮使用RTO
在增上RTO時（shí），僅考慮RTO裝置本身對處理廢氣的適用性，而成（chéng）套設備生產廠家僅提供RTO本體裝置部分，對前、後附（fù）屬處理設施未進行考慮，企業（yè）又（yòu）未對設備配（pèi）套進行正（zhèng）規設計，致使情（qíng）況較為複雜的企（qǐ）業係統運行穩定性不夠，甚至發生事故。
（2）材料選擇方麵因素
因成本及（jí）腐蝕等問題，原料廢氣及放空等管線，中小企業會普遍選擇PVC、玻璃鋼等材料。使用（yòng）上述材料的企業（yè）如原料氣線未考慮防靜電設計，易使靜電積聚，在廢氣濃度超（chāo）過爆炸極限時，管線內發生爆炸（zhà）。
（3）儀表報警、連鎖設施不足
RTO設施（shī）生產廠家，設計工況較理想化，隻（zhī）考慮本體設施工藝（yì）操作上的（de）連鎖，附屬設施及安全設施方麵未予充分考（kǎo）慮。比如未在上（shàng）遊廢氣出口設置（zhì）濃度報（bào）警儀，無（wú）法及早知道廢（fèi）氣濃度超標並及時采取措施避免爐堂溫度超高、尾氣溫度同時超高等連鎖反應（yīng）。
（4）係統未設置相應的安全設施
係統未設置相應的安全設施，如原料廢氣線防靜電設施（shī）、原料廢氣進RTO前設置阻火器等，容易導致靜電（diàn）積聚導致爆炸及回火等情況發生。
（5）工藝（yì）流程（chéng）設（shè）置不（bú）合理
企業排放的往往（wǎng）不是單一的有機（jī）廢氣（qì），除有機廢氣，經常帶有酸、堿性（xìng）氣體，或者燃燒後有酸性氣體產生。未設置吸收（shōu）處理裝置，會導致氣量偏大，腐蝕設備管線，縮短設備（bèi）、管（guǎn）線使用壽命（mìng）、廢氣指標不合格。
3.安全對策措施
企業應（yīng）根據自身實際工況，包括廢（fèi）氣來源、組成（chéng）、濃（nóng）度變化、氣量大小等，在設計時充分考慮可能產生的不利因素環（huán）節，根據實際需（xū）要（yào）增設相（xiàng）應附屬設施和（hé）安全設施（shī）。著重（chóng）注意以下幾個方麵。
（1）去除不宜進入RTO的有（yǒu）機（jī）廢氣組分
去除不宜進入RTO的有機廢（fèi）氣組分。如采用冷凝方式回收部（bù）分高（gāo）濃度有機廢（fèi）氣組分;設置水噴淋裝置（zhì）吸收洗滌酸、堿（jiǎn）類氣體，保證（zhèng）進（jìn）入RTO有機氣體達到進氣指標要求。
（2）保證廢氣濃（nóng）度、氣量相對穩定
在有機廢氣（qì）進入RTO前，設置足夠（gòu）容積的緩（huǎn）衝罐，增加廢氣的停留時問，較好地混合氣體濃度，並根據需要補（bǔ）充風（fēng）量（liàng），避免高濃（nóng）度、大氣量廢氣直（zhí）接進入RTO。
（3）確保有機廢氣濃度不超標
嚴格控製進爐前廢氣濃（nóng）度在其有（yǒu）機物的爆炸極限下限(LEL)的25%以下（GB20101），否則應采（cǎi）用空氣（qì）強製稀釋（shì）。
（4）提高自動化（huà）控製程度
對關鍵操作參數實時監測和進行連鎖控製，實時（shí）監（jiān）測風機（jī）、閥門、燃燒器、酸堿度、廢氣濃度、爐膛和廢氣管道壓力的（de）參數變化，並按工藝安全要求設（shè）置相應連鎖。如設置氣體濃度與（yǔ）新風/放（fàng）空閥，有效降低有機廢氣濃度或緊急情況（kuàng）下放空;爐室下層床溫及排放溫度與進氣量/噴（pēn）油量等實行聯鎖，調節燃燒（shāo）室（shì）溫度;熱氧化室負壓與引風機的連鎖控（kòng）製，使設備正常運行時熱氧（yǎng）化室保持微負壓狀態，確保高溫（wēn）煙氣（qì）不（bú）回流;排煙溫度與進氣閥（fá）門進行連鎖控製，當排煙溫度超過一定限值後（hòu），進氣閥門主動關閉，白動打開旁（páng）通緊急排（pái）放閥，確保有機廢氣不（bú）會在（zài）煙氣分布室中著火燃燒。
（5）防止發生回火
緩衝罐至RTO管線等位置設置回火裝置;緊急排放閥宜設置（zhì）遠程獨（dú）立控製，防止在非正常（cháng）情況下，氣流堵塞，影響上遊設置。
（6）防止靜電產生
廢氣管線宜采用金（jīn）屬材質，連接（jiē）法蘭進行跨接，係統進行可靠接地，防止靜電積聚。如采用玻璃鋼，PVC塑料等材質，應帶銅條以防靜電（diàn）(進爐前管線必須為金屬管)，並在產生廢氣設備出口部位設置有機氣體濃度（dù）檢測設施並設置緊急排放口。
（7）防止爆炸（zhà）危害擴大
廢氣管道設置防爆（bào）膜、防止管（guǎn）道堵塞的泄壓閥，緩衝罐上設置泄壓閥（fá），RTO爐膛設防爆口等安全設施（shī），采用防爆風機。
（8）設計適合自身的流程
設計適合自身的流程。如（rú）緩衝（chōng）罐與焚燒爐（lú）宜拉開足夠距離，以保證有機廢氣（qì）濃度高時，有足夠時問（wèn）保（bǎo）證直接排放（fàng）連鎖動作。
（9）編製符合實際的《安全（quán）操作（zuò）規程》等
編製符合實際的《安全操（cāo）作規（guī）程》，並對員工進行培訓，熟悉開、停工及緊（jǐn）急狀態的操作要求。
《有機廢氣淨化裝置安全技術》GB20101-2006
《爆炸危險環境電力裝置設計規範》GB50058-2014
《建築防火設計規範》GB50016-2018
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