VOCs治理设施“爆炸”等事故原因有哪些？如何避免？.docx

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1、vocs治理设施嘱F等事故原因有哪些？如何避免?目录目录11 .序言22 .事故案例33 .案例分析：某公司废气处理系统爆燃事故44 .喷涂废气处理系统的基本情况44.1. 废气处理系统的工艺与设备44.2. 有关设备、设施说明55 .事故的直接原因55.1. 易燃易爆物质达到爆炸极限的原因分析55.2. 引爆火源的原因分析56 .事故的间接原因67 ,预防废气处理系统爆炸的安全对策措施68 .工业管道火灾爆炸事故的预防措施88.1. 概述88.2. 遵守安全布置原则88.3. 选材二设计、加工、安装合理88.4. 采取防腐措施98.5. 消除管道残余应力98.6. 严格安全操作98.7. 加

2、强防火安全管理108.8. 采取防静电措施108.9. 设置防火防爆安全装置109 .以下几点提醒要注意：1010 .结论111 .序言VOCs大部分都是易燃易爆气体，如果没有合理地选择工艺或规范的操作运行管理，往往导致火灾、爆炸等事故的发生。因此无论是环保设计公司还是VOCs产生企业，都必须对废气净化设施装置的安全风险问题给予高度的重视，防患于未然。RTO（RegenerativeThermalOxidizer,蓄热式热氧化器）是最近十几年国内兴起的一种有机废气处理技术。该技术尤其适用于中低风量、中高浓度、成分复杂的有机废气的处理，由于其较高的处理效率、基本不产生二次污染、运行稳定等优点，受

3、到很多地方环保部门的热捧。经过近几年的使用，RTO也暴露出了一些问题，其中比较突出的问题就是RTO的失火、爆炸等安全问题。据国内某石工业业园区的环保部门统计，该园区共有7套RTO设备，其中有3套发生过不同程度的火灾、爆炸等安全事故。因此，不论是环保设计公司还是工业企业，都必须对RTO的安全问题给予高度的重视，防患于未然。工业企业管道内的物质主要为有机化学原料及产品，环保设施中的废气管道也是涉VOCs废气,这些管道输送的物质绝大多数为VOCSo工业管道同工业设备一样是工业生产装置中不可缺少的组成部分，起着把不同工艺功能的设备连接在一起的作用，以完成特定的工艺过程，在某些情况下，管道本身也同工业设

4、备一样能完成某些工业过程，即“管道化生产”。同样，工业VOCs废气也通过管道输送，经常有企业在废气收集管道上收集不合理或去除静电措施不理想，会导致管道发生燃烧及爆炸安全事故。工业管道布置纵横交错，管道种类繁多，被输送介质的理化性质多样，管道系统接点多,火灾爆炸事故发生率高。管道发生破裂爆炸事故，容易沿着管道系统扩展蔓延，使事故迅速扩大。工业企业的废气成分比较复杂，一般为多组份混合气体，通常具有易燃易爆性、毒害性且伴有臭味，易对周边环境造成污染，严重时会引发社会群体事件。各级环保部门在多年前就提出了“零排放”的概念，要求企业对工业废气进行收集、治理。有机废气治理常见方法有：冷凝回收法、吸收、吸附

5、法（直接吸附法、吸附-回收法、新型吸附-催化燃烧法）、直接燃烧法、催化燃烧法等。目前工业企业常见的有机废气治理设施为蓄热式热氧化炉（RTO）。与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉（TO）相比，具有热效率高（295%）、运行成本低、能处理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氧化分解成二氧化碳和水。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，从而节省废气升温的燃料消耗。陶瓷蓄热体分成两个（含两个）以上的区或室，每个蓄热室依次经历蓄热放热-清扫等程序，周而复始，连续工作。蓄热室“放热”后应立即引入部分已处理合格

6、的洁净排气对该蓄热室进行清扫（以保证VOC去除率在95%以上），只有待清扫完成后才能进入“蓄热程序。RTO技术适用于大风量、低浓度的废气治理，是目前国内治理有机废气较成熟、实用的方法。近五六年来各级环保部门都在推广RTO技术，但由于发生过数起废气处理系统爆炸事故，且没有发布正式的事故调查报告，事故原因不明，使不少企业对废气处理系统心有余悸，不敢使用RTO技术。本文结合有机废气管道系统爆炸事故来分析废气处理系统的爆炸原因，并提出了安全对策措施，以供工业企业废气处理系统的防爆设计或安全隐患排查治理。2 .事故案例目前常见的VOCs末端治理工艺有蓄热式燃烧(RTO)、催化燃烧(RCO)、直接燃烧(T

7、O)、活性炭吸附脱附、低温等离子等。但VOCs废气成分复杂，通常为多种易燃易爆的混合有机气体，前期的技术工艺选择不到位或这些装置的投入使用不加以专业管理和控制，往往会带来新的安全隐患。比如活性炭装置自燃以及危废处理问题；RTO装置爆炸问题；低温等离子装置电晕放电着火问题。2020年4月16日8时许,位于深圳市龙华街道的某公司喷漆工艺的UV光氧催化设备发生火情，火势沿管道蔓延到喷漆车间和楼顶，未发生人员伤亡。2017年6月28日，青海盐湖工业股份有限公司化工分公司一期乙烘装置环保附件设施炭黑水储进行罐管线改造时发生疑似内爆事故，造成现场监护、操作人员4人受伤。2016年6月1日，位于天津市滨海新

8、区中塘镇东河筒村的天津市亚东化工有限公司液体染料车间废气回收装置断电，导致正在反应中产生的废气无法通过引风装置导入废气回收系统造成泄漏。2014年7月3日下午，新疆浩源公司正在建设中阿克苏市阿塔公路(207省道)加气站，外包设备供应商员工在进行设备调试时，发生废气回收罐爆炸事故。事故造成设备厂家现场调试人员2人腿部被炸成重伤、公司1人轻伤。2012年4月，杭州莫干山路的华东制药厂发生爆炸，事故原因为工作人员在检修车间的废气处理装置时(这个废气装置里主要是乙酸乙脂等有机物)，因为电焊工的违规操作，导致装置爆炸，爆炸形成的冲击波造成103车间及周边部分门窗破碎，并且造成企业一名义务消防员和一名电焊

9、工受轻伤。2007年挪威西部一家汽油处理厂由于活性炭罐自燃导致与之相连的储罐起火而引发火灾。2013年8月2日9点20分左右，宁波某公司3楼自动喷漆线的废气处理系统发生爆燃，设置在自动喷漆生产线间旁边外面的水泥屋面上的废气处理集装箱两端被炸开。集装箱上部的进风管道被炸断和飞离，集装箱出风管道和与其连接的“等离子废气净化器”全部被炸毁，输出端风机炸坏和位移。紧靠废气处理集装箱的自动喷漆间的吸风管被炸裂，自动喷漆生产线的设备严重破坏。根据事故现场情况分析，这次爆燃事故的爆炸中心位于“等离子废气净化器”和废气处理集装箱，“等离子废气净化器”被炸毁，废气处理集装箱的左、右两侧及上部共3个方向都发生严重

10、变形。集装箱的进通风管道，自动喷漆生产线的吸风罩、输送风管被炸坏，以及自动喷涂生产线间引起火灾,这些是由于“等离子废气净化器”和废气处理集装箱发生爆炸的冲击波及爆炸高温高热引起回燃所导致的；输出端风机位移是由于爆炸的冲击波所造成的。4 .喷涂废气处理系统的基本情况4.1. 废气处理系统的工艺与设备宁波XX公司3楼自动喷漆生产线的废气处理系统，是由吸风罩、吸风管、输入端风机、送风管、废气处理集装箱、输风管、等离子废气净化器、输出端风机、排风管等组成的。该废气处理系统的工艺，是喷涂生产线的废气通过两组风机吸、送，经二级处理的工艺过程。其工艺流程大体如下：4.2. 有关设备、设施说明“现场安装的废气

11、处理集装箱是用普通钢材制作的一个长方形箱体，箱体内设置有金属网。现场安装的等离子废气净化器，实际是1台YJ-L静电式油烟净化器。现场安装的废气处理集装箱和YJ-L静电式油烟净化器都没有看到防静电接地装置。5 .事故的直接原因5.1. 易燃易爆物质达到爆炸极限的原因分析宁波XX公司3楼喷漆车间的自动喷漆生产线，使用的喷涂物料有油漆和溶剂，其主要含有二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等危险化学品。由于喷涂生产时间较长，连续工作了0个小时，因此，废气处理集装箱或YJ-L静电式油烟净化器内的易燃易爆混合气体浓度达到了爆炸极限，或者漆雾、可燃颗粒物等易燃易爆粉尘组成的混合物达到了爆炸极限。其中：二甲苯（爆炸极限

12、1.0-7.0%）、乙酸乙酯（爆炸极限2.0-11.5%）、乙酸丁酯（爆炸极限1.2-7.5%）o5.2. 引爆火源的原因分析YJ-L静电式油烟净化器可能引起火花。宁波XX公司使用的YJ-L静电式油烟净化器，其产品工作原理介绍：“油烟废气被风机负压吸入净化器，大颗粒油滴通过粗滤网时在碰撞和重力作用下流入集油槽内，大量亚微米的烟雾进入一级、二级高压电场，油烟颗粒大部分得以降解，少部分被收集在集油板上，余下的微米级油雾微粒和烟气中的有毒有害物质进入三级等离子场后被降解成二氧化碳和水，最后排出洁净空气。”由此可知，YJ-L静电式油烟净化器内存在“一级、二级高压电场”，高压电场可能产生火花。同时:YJ

13、-L静电式油烟净化器在运行过程中，由于风力的作用，可燃气体、漆雾、粉尘等金属氢氧化物的胶体粒子、非金属氧化物的胶体粒子在装置内与金属栅板发生碰撞、摩擦产生静电,静电积聚产生静电火花。而且，YJ-L静电式油烟净化器没有国家安全认证标志、国家检验单位签发的“防爆合格证”标记。废气处理集装箱可能产生静电火花。根据废气处理集装箱的功能分析，废气处理集装箱主要是颗粒物、粉尘的沉降收集装置。自动喷漆生产线在生产过程中产生的大量漆雾，以及需要表面喷涂工件的毛边毛刺（在运动中极易掉落），在吸风罩内的风力作用下，就可能通过吸风管输送到废气处理集装箱。由于连续作业17个小时，其颗粒物、粉尘没有及时清理，这些颗粒物

14、、粉尘、漆雾、漆尘、可燃气体在废气处理集装箱内，由于风力的作用，不停的进行悬浮运动，碰撞、摩擦产生静电，静电积聚产生静电火花。YJ-L静电式油烟净化器若如其工作原理介绍，存在“一级、二级高压电场分析倾向是由于YJ-L静电式油烟净化器的高压电场产生火花为引爆火源。6 .事故的间接原因宁波XX公司的废气处理系统，没有规范的设计、安装、检测检验资料，YJ-L静电式油烟净化器、废气处理集装箱没有产品合格证，没有国家安全认证标志、“防爆合格证”标记。给安全生产留下了重大的设备隐患。（2）自动喷漆线连续生产17个小时，对废气处理集装箱内的沉降物质没有及时清理，工件毛刺、粉尘、漆雾颗粒物等金属氢氧化物的胶体

15、粒子、非金属氧化物的胶体粒子没有得到及时清除处理。（3）宁波XX公司对喷漆车间自动喷漆线废气处理系统的危险有害因素辨识不到位，事故隐患排查不到位，从事故现场发现甲类生产场所使用的电机未选用防爆型、动力电线未采用镀锌钢管穿管保护，不符合相关规范要求。7 .预防废气处理系统爆炸的安全对策措施直接燃烧法、催化燃烧法、蓄热式热氧化炉（RTO）设备本身，只有在点火时，如果违反操作规程，先送气后点火才会产生爆炸。冷凝回收法、吸收、吸附法（直接吸附法、吸附-回收法、新型吸附-催化燃烧法）、直接燃烧法、催化燃烧法等废气处理设施本身一般不会产生爆炸。废气处理系统爆炸的根本原因是废气中可燃气体的浓度处于爆炸极限同时存在点火源。因此防止废气处理系统爆炸的主要措施，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，建议以爆炸下限30%（v/v）为设防值（我们在此称之为安全浓度）。如果某点吸入的有机气体浓度过高，则应采取冷却或冷冻的方法，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收集到某容器，使进入废