化工企业废气处理系统爆炸原因分析和预防
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RTO装置典型爆炸案例的思考及隐患排查要点一、事故案例(一)案例概况江苏某化工企业RTO净化系统在2015年3月初和3月末两次发生爆炸。
事故没有造成人员伤亡,聚合物多元醇车间引风机损坏,现场仪表烧毁,RTO部分装置损毁严重,直接经济损失达100余万元。
根据相关资料,该企业生产方式为间歇性生产,事故发生时仅POP、PL1/PL2产品的工艺废气通过DN50~DN350不等的金属管道进行了收集(主要污染物为环氧乙烷、环氧丙烷、三甲胺、异丙醇、苯乙烯、丙烯腈等),废气收集后通过引风机进入RTO焚烧,该RTO为R-RTO(旋转式蓄热焚烧炉)。
废气收集、处理的详细流程如下图所示。
废气处理流程图(二)事故原因分析1、直接原因真空泵出口尾气排放温度过高,而有机物沸点较低,同时新鲜空气补充不足,污染物排放浓度过高,外加环氧丙烷、环氧乙烷的化学性质活泼,最终导致接入焚烧炉中的废气达到相应爆炸极限,从而造成爆炸事故的发生。
不同温度下有机物饱和浓度安全性分析2、间接原因(1)收集系统设计不合理调查过程发现对于真空泵高浓度有机废气,企业均未进行冷凝回收预处理,且目前企业对PL系统真空泵出口废气所设计的收集方式极不合理,真空泵出口所配备的伞形罩集气量有限,废气收集总管仅DN50,正常运行时系统稀释风量难以保证。
(2)预处理措施不到位该企业POP、PL1、PL2车间对有机废气所采用的活性炭吸附未配备脱附再生系统,基本无效,末端所配置的不锈钢高压风机无变频系统,导致废气收集管路系统中负压值过高,能耗较高且不利于有机物的冷凝回收,所采用的金属材质水洗塔强度较高,当系统发生爆炸等意外事故时无法起到有效泄爆的效果(无泄爆措施),导致爆炸产生的冲击波沿着管道进一步往生产车间传导,加剧了爆炸的次生危害。
(3)RTO炉本体存在问题本项目中部分产品含有氯元素,诸多案例表明,蓄热陶瓷体由于质量较大,支撑件通常要承受较大的应力腐蚀,当体系含氯时(如环氧氯丙烷)高温焚烧处理过程中将产生HCl等污染物,对设备本体、RTO炉旋转阀易产生较大腐蚀,系统难以稳定、有效运行。
化工废气处理系统爆炸原因分析及预防措施选择要通过对一起有机废气管道系统爆炸事故的原因分析,提出了预防废气处理系统爆炸的安全对策措施,并得出了相关结论:蓄热式热力焚烧炉(RTO)等废气处理设备本身一般不会产生爆炸事故;废气处理系统爆炸的根本原因是有机废气的浓度高于爆炸下限,并存在点火源;企业应重视废气处理系统有机废气浓度的检测和预处理,并考虑事故状态下的紧急排放和处理,确保有机废气处于安全浓度以下,消除爆炸的根源。
1. 正面言化工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正面就提出了“零排放”的概念,要求企业对化工废气进行收集、治理。
常见的有机废气处理方法包括: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。
目正面化工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(≥95%)、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”之后,应立即引入一些合格的清洁废气来清洁再生器(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,是目正面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,但由于废气处理系统多次发生爆炸事故,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。
几起典型的废气处理RTO设备爆炸事故及整改措施RTO(蓄热式焚烧炉)系统在VOCS治理领域的应用日益广泛,但爆炸事故频发。
因缺乏公开的事故调查报告,爆炸原因不明,同类事故时有发生,令人心痛。
1、江苏某化工企业RTO装置爆炸事故江苏某化工企业RTO装置于2015年3月8日和3月27口发生两次爆炸。
事故没有造成人员伤亡,但废气引风机损坏,现场仪表烧毁,RTO装置损毁严重。
该企业RTO装置主要处理储罐废气,废气经压缩冷凝后再用空气稀释后燃烧处理。
此次事故发生的直接原因是气体冷凝温度较高,冷凝后气相中的有机化合物含量增高,废气收集管道上稀释的配风空气不足,导致进入RTO废气的浓度达到爆炸极限。
发生的间接原因是废气收集管道上未设置在线废气浓度检测仪及防爆泄压设施。
整改措施:①在废气收集管道上安装在线废气浓度检测仪,浓度控制在1000-5000mg∕m3;②在废气收集管道等节点上安装泄爆膜片。
2、山东某企业RTo装置爆炸事故2019年5月,山东某企业RTO装置在运行过程中因废气浓度突然升高引发了爆炸,事故没有造成人员伤亡,RTo炉体本身未损坏,但引风机及进炉管道全部爆裂损坏。
该装置废气来源包括储罐高浓度的罐顶废气与污水池的废气,并设有在线废气浓度检测仪,管道直径600I nnb在线废气浓度检测仪距离废气切断阀距离为38m,阀门关闭与在线废气浓度检测仪分析时间总和约3s;引风机材质为玻璃钢。
在废气进RTO炉前设有1个DN150mm 爆破片,废气进RTO炉前设置了阻火器,但阻火器阻火性能未经验证合格。
事故发生的直接原因是废气浓度突然升高。
从爆炸后现场的情况分析推出事故发生的间接原因:①废气切断阀阀板明显受到靠近炉侧的冲击压力而弯曲,说明高浓度废气通过在线废气浓度检测仪后,虽引发停车联锁,但废气切断阀未全部关闭;②阻火器性能不符合要求,未能有效隔离能量,造成闪爆事件的发生;③由于风机材质为玻璃钢材质,高浓度废气与高速旋转的风机叶轮摩擦产生静电,引起风机及入口管道粉碎性损坏。
化工行业风险分析报告1. 引言化工行业作为重要的基础产业,对经济发展起到关键作用。
然而,由于其特殊的生产过程和原材料的使用,化工行业存在一定的风险和安全隐患。
本文将对化工行业的风险进行分析,并提出相应的风险管理措施,旨在帮助企业降低风险,保障生产安全。
2. 主要风险分析2.1 火灾爆炸风险化工行业生产过程中常涉及易燃易爆物质,如气体、液体和固体。
火灾爆炸是化工行业面临的主要风险之一。
火灾爆炸不仅可能造成人员伤亡和财产损失,还可能对周边环境产生严重影响。
2.2 环境污染风险化工行业的生产过程中会产生大量废水、废气和废固体等污染物。
如果处理不当,将对周围生态环境造成严重影响,甚至导致土壤污染、水源污染和空气污染等问题。
2.3 安全生产管理风险化工行业的安全生产管理关乎员工的生命安全和企业的持续发展。
如果企业缺乏有效的安全生产管理措施,将增加事故发生的概率,对企业的经济利益和声誉造成严重损失。
3. 风险管理措施3.1 风险评估与预防针对火灾爆炸风险,企业应进行全面的风险评估,并制定相应的预防措施。
这包括建立完善的火灾防护设施和系统、合理存储和使用易燃易爆物质、加强员工的安全培训等。
3.2 环境保护与治理为了降低环境污染风险,化工企业应加强废水、废气和废固体的处理与治理。
建立科学合理的废物处理系统,严格遵守环境保护法规,并进行定期的环境监测和评估。
3.3 安全生产管理为了降低安全生产管理风险,企业应建立健全的安全生产管理体系。
这包括制定安全操作规程、设立安全监测装置、加强事故应急预案的制定和演练等。
同时,企业还应加强对员工安全意识的培养和教育,提高员工对安全生产的重视程度。
4. 结论化工行业存在火灾爆炸、环境污染和安全生产管理等风险,这些风险对企业的生产安全和可持续发展造成威胁。
通过风险评估和预防、环境保护与治理以及安全生产管理等措施,可以有效降低风险,保障企业发展。
化工企业应重视风险管理工作,不断加强风险意识,提高风险管理能力,确保企业的安全和可持续发展。
废气处理环保设施安全事故案例分析一、引言随着工业化的快速发展,废气污染问题日益严重。
为了保护环境,许多工业企业都配备了废气处理环保设施。
然而,这些设施在运行过程中也存在一定的安全风险。
本文将通过具体的案例分析,探讨废气处理环保设施可能存在的安全问题及应对措施。
通过对这些案例的深入了解,可以更好地预防类似事故的发生,提高废气处理设施的运行安全性。
二、废气处理环保设施概述废气处理环保设施主要包括废气收集、预处理、净化处理和排放等系统。
这些设施的主要功能是收集和净化工业生产过程中产生的废气,以减少对环境的污染。
废气处理设施通常采用多种方法,如活性炭吸附、光催化氧化、燃烧净化等,以去除废气中的有害物质。
三、安全事故案例分析案例一:某化工厂废气处理设施中毒事故是废气中的有害物质在预处理阶段未能有效去除,导致后续净化处理系统失效,操作人员吸入高浓度的有害气体。
1.事故原因分析:(1)预处理阶段操作不当,导致有害物质未能有效去除;(2)净化处理系统失效,未能对高浓度的有害气体进行净化;(3)操作人员未佩戴防护用品,导致中毒事件发生。
2.预防措施:(1)加强预处理阶段的操作管理,确保有害物质有效去除;(2)定期检查净化处理系统的运行状况,确保其有效性;(3)操作人员必须佩戴防护用品,并严格遵守操作规程。
案例二:某钢铁厂废气处理设施火灾事故是操作人员误操作导致高温废气直接进入净化处理系统,引发火灾。
1.事故原因分析:(1)操作人员误操作,导致高温废气直接进入净化处理系统;(2)净化处理系统未设置安全保护装置,无法自动切断高温废气的进入;(3)消防设施不完善,无法及时扑灭火源。
2.预防措施:(1)加强操作人员的培训和考核,确保其熟练掌握操作规程;(2)在净化处理系统设置安全保护装置,当温度过高时自动切断废气进入;(3)完善消防设施,确保火灾发生时能够及时扑灭火源。
案例三:某水泥厂废气处理设施坍塌事故某水泥厂废气处理设施在施工过程中发生坍塌事故。
化工企业废气污染治理与控制措施摘要:随着我国经济的快速发展,工业发展也迎来了较大机遇,在这样的发展形势下,工业发展中存在的弊端问题逐渐显露出来,如像废气污染就是一种较为严重的问题。
在工业发展的过程中,废气污染的情况会直接影响到生态环境的质量,也会对环境的安全性、人们的安全造成较大的威胁。
在这样的情况下,对化工废气污染的治理与控制就成为工业发展的一个重点问题。
基于此,主要对化工企业的废气情况、废气污染的治理技术以及控制处理技术进行分析与探讨。
关键词:化工企业;废气污染;污染治理;污染控制引言化工企业在生产过程中会产生大量的废气,废气的直接排放会对其周围地区的水环境和空气环境造成严重的污染,不少废气中还可能存在有毒有害化学物质。
基于此,化工企业的有关管理人员应特别注意对废气排放进行综合性的管理,以尽量减少废气污染带来的不良影响。
在对化工企业所排放的废气进行综合管理分析和调查研究的过程中,必须始终贯彻理论与实践相结合的方式,深入分析论证科学的工业废气处理控制措施,并综合运用各种现代化工业科学技术对工业废气中的各种污染因素等进行科学的分析研究,从而不断增强废气处理工作的规范化与科学化。
1工业废气的主要污染类型1.1含硫化合物目前化工企业生产中产生的含硫化合物主要是SO2和H2S,在没有严格处理操作情况下直接排放,会影响空气中含硫化合物的浓度,一旦超过某个限度就将影响到人们的身体健康。
此外,形成酸雨成分的主要来源就是两种含硫化合物,表现为严重的腐蚀性。
含硫化合物主要是化工生产中燃烧矿物产生的,常见于石油冶炼行业。
1.2颗粒、粉尘等固体污染物在生态学中,固态污染物可以被理解为漂浮于空气中的各种固体,或简写为气溶胶。
由于这些污染的主要特性不同,气溶胶污染又可以分成两种,即二次气溶胶污染和单一次气溶胶散射。
二次气溶胶污染一般都是指由污染源所排出的废气,在大气中进行了一些化学反应之后,污染源中的硫化氢和二氧化硫等小粒子经过大气氧化逐渐转变为硫酸钠分子。
以案为鉴!低温等离子、RTO等废气处理设施安全事故典型案例分析及建议-前言.工业废气种类繁多,主要包括有机废气、燃料废气、粉尘废气、酸雾废气、油烟等。
工业废气根据其排风量、温度、浓度及本身化学物理性质,其治理方法各不相同,有机废气采用活性炭纤维有机废气净化器、催化燃烧、RT0、低温低离子、光催化氧化等;酸碱废气采用酸碱中和方法,酸碱废气净化塔;硅烷废气一般采用不锈钢硅烷燃烧塔处理;恶臭废气处理一般采用生物除臭以及光催化氧化或者活性炭吸附等。
近年来,随着环保政策的逐步收紧,环保设施安全问题已经成为了大部分工业企业面对的一个重要风险,特别是VoCS废气处理装置系统的防爆安全,目前常见的VOCS末端治理工艺有蓄热式燃烧(RT0)、催化燃烧(RCO).直接燃烧(TO).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。
比如低温等离子装置电晕放电着火问题:RTO装置爆炸问题;活性炭装置自燃以及危废处理问题。
1低温等离子体处理VOCs事故案例低温等离子体是通过电子束照射、电晕放电、介质阻挡放电、沿面放电、辉光放电、孤光放电、微波放电、射频放电等方式产生的,而低温等离子体处理VOCS电极结构形式主要为电晕放电和介质阻挡放电,且两者放电的原理都是高压放电,在处理易燃易爆的挥发性有机物气体及所处电气防爆区域使用,都极其危险。
所以,原国家环保部2013第31号文《挥发性有机物污染防治技术政策》第27条明确规定,使用低温等离子技术要注意爆炸、火灾等安全因素。
依据:《挥发性有机物污染防治技术政策》(二十七)当采用吸附回收(澳弟)、催化燃烧、热力货燃、等离子体骞方法进行也!治同时.应修制本单位事故火突、爆炸等应急救援预案.配备应急敕援人员和器材,井开展应急演蛛.事故案例2017年6月20日,天津某树脂有限公司在安装调试环保设备过程中,发生一起爆炸事故,造成环保设备安装调试人员2人当场死亡、2人受伤。
关于“废气处置设施”生产安全事故的9个典型案例析案例一:江苏昆山市金属制品加工企业特别重大爆炸事故企业主要从事五金件金属表面处理加工,事故车间为铝合金打磨车间,打磨抛光均为人工作业,产生的抛光铝粉由每个工位设置的吸尘罩统一进入除尘系统排出。
一、二层共建设安装8套除尘系统,8套除尘系统室外排放管全部连通,由一个主排放管排出。
事故车间除尘设备与收尘管道、手动工具插座及其配电箱均未按规定采取接地措施。
2014年8月2日7时10分,事故车间除尘风机开启,员工开始作业。
7时34分,1号除尘器发生爆炸。
爆炸冲击波沿除尘管道向车间传播,扬起除尘系统内和车间集聚的铝粉尘并发生系列爆炸。
事故当场造成47人死亡,当天经送医院抢救无效死亡28人,185人受伤。
事故报告期(30天)内共计97人死亡。
直接经济损失3.51亿元。
直接原因:事故车间除尘系统较长时间未按规定清理,铝粉尘集聚。
除尘系统风机开启后,打磨过程产生的高温颗粒在集尘桶上方形成粉尘云。
1号除尘器集尘桶锈蚀破损,桶内铝粉受潮,发生氧化放热反应,达到粉尘云的引燃温度,引发除尘系统及车间的系列爆炸。
因没有泄爆装置,爆炸产生的高温气体和燃烧物瞬间经除尘管道从各吸尘口喷出,导致全车间所有工位操作人员直接受到爆炸冲击,造成群死群伤。
间接原因:(1)厂房设计与生产工艺布局违法违规:事故车间厂房原设计建设为戊类,而实际使用应为乙类,导致一层原设计泄爆面积不足,疏散楼梯未采用封闭楼梯间,贯通上下两层。
事故车间生产工艺及布局未按规定规范设计,是由企业总经理根据自己经验非规范设计。
生产线布置过密,作业工位排列拥挤,车间内人员密集,且通道中放置了轮毂,造成疏散通道不畅通,加重了人员伤害。
(2)除尘系统设计、制造、安装、改造违规:事故车间除尘系统改造委托无设计安装资质单位完成。
除尘器本体及管道未设置导除静电的接地装置,未按《粉尘爆炸泄压指南》(GB/T15605)要求设置泄爆装置,集尘器未设置防水防潮设施,集尘桶底部破损后未及时修复,外部潮湿空气渗入集尘桶内。
化工企业废气污染治理与控制措施摘要:在化工企业的发展中,人们逐渐意识到可持续发展的重要。
化工业发展是我国国民经济的重要支柱产业,随着经济发展速度的不断提升,越来越多的工业企业不断涌现出来。
化工业在生产过程中,会产生大量有机废气,给生态环境带来一定影响。
在建设环境友好型社会的发展形势下,任何行业的发展都朝着环保节能的方向迈进,所以对化工业有机废气的治理工作成为当今环境治理的重点。
传统的有机废气治理技术已难以满足现阶段有机废气的治理要求,因此要结合工业有机废气治理现状,在传统治理技术的基础上进行创新、优化,以期不断提升废气治理效果,为化工业企业创造理想的经济收益和生态效益提供支撑。
关键词:化工企业;废气污染;治理策略引言化工厂工业废气污染的防治已成为当前的一个重要问题。
由于化工企业涉及的产品种类多,生产过程较复杂,污染物排放差异较大。
化工企业废气污染的治理涉及多种技术。
要正视废气污染对当地居民正常生活的影响,采取合理措施,确保居民污染投诉热点得到有效处理,为化工企业的稳定发展奠定更加坚实的基础。
1化工企业废气的危害一方面是对整个生态系统的破坏。
大量排放化工废气将直接危害到生态环境,大气污染的直接成因就是化工废气,健康的大气环境是地球上所有生物赖以生存的基础条件,所以一旦大气环境遭到破坏,就必然会威胁到人类和地球上所有生命体的生存。
生态系统是有多个子系统组成的,海洋系统、大气系统等,每个系统之间都是相互支撑的关系,任何一个系统被破坏都将牵连影响到其他系统,所以大气系统污染肯定会波及其他健康的生态系统,从而引发恶性循环。
由此不难看出化工废气污染的严重性。
当前,国际社会对环境污染和能源危机问题已经引起高度重视和广泛的关注,化工废气处理和控制技术在此背景下实现了进步与更新,助力化工企业在减少对生态环境污染的同时持续健康发展。
另一方面是可能引发火灾或造成爆炸。
部分化工废气有着明显的易燃易爆特性,加之一些规模偏大的工业生产中的废气排放浓度很高,这意味着更高的爆炸风险,甚至还隐藏着突发火灾的安全隐患,这些都是存在于化工企业生产中的隐性危害,与生态环境和企业自身效益而言都是严重的威胁。
化工企业废气处理系统爆炸原因分析和预防 有机废气治理常见方法有:冷凝回收法、吸收法吸附法(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。
目前化工企业最常见的为蓄热式热氧化炉(RTO),是一种高效有机废气治理设备。
与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉(TO)相比,具有热效率高(≥95%)、运行成本低、能处理大风量低浓度的特点 。
其原理是把有机废气加热到760摄氏度以上,使废气中的VOC在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。
陶瓷蓄热体应分成两个(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。
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。
环保部门在推广RTO技术,化工企业不得不从。
但由于发生过数起废气处理系统爆炸事故,没有权威的发布事故分析报告,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。
结合一起废气管道系统爆炸事故分析,来分析废气处理系统爆炸原因,并提出预防措施。
二、一次有机废气管道爆炸事故原因分析研讨会
201x年x月中旬某化工企业发生有机废气管道爆炸事故,该企业在
查找事故原因时,意见比较分散。
为进一步搞清事故原因,201x年x月x日该企业安环部经理带领工艺员、设备员、车间主任、车间安全员,到XXX安全科技有限公司进行了一次事故原因分析研讨会议,该研讨会使双方对废气处理系统的爆炸事原因深入的认识。
1、事故简介
201x年x月中旬上午xx点xx分左右,x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,突然听到一声沉闷声响,紧接着又听到一声响声,此时发现废气管有点烟雾,声音发在7车间与8车间之间这段废气管道上,两声响后又连着一声响声,发现8车间甲苯回收装置上的废气管道一头堵板冲开并有火焰冒出。
事故发生后,企业有关部门人员马上到现场(8车间甲苯回收装置上的废气管道堵板(泄爆板)冲开)查看和处置。
到现场约2分钟后发现5车间西南角处废气管道发生燃烧。
爆炸导致废气管上与车间对接塑料管道焊接处冲开,经近20分钟努力将明火扑灭,无人员受伤,但造成多处管道破损。
事故发生时,三废操作工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,事故过程描述与6车间主任助理、班组长的描述基本一致。
2、事故发生时企业生产状况
8号车间某产品反应釜用到的原料有: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,反应时在常压情况下进行的。
反应过程中,反应釜不密闭,而是采用料袋将投料口堵塞的方式。
8号车间废气本来是由甲苯回收装置吸附后,再排入废气总管的。
事故发生的当天,恰好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。
5号车间用到的原料有:丙酮、三氯氧磷、甲苯、异丙醇等。
6号、7号车间停产检修,车间废气管与总废气管道已断开,并有盲板密封。
当天、当时无任何接近废气管道的动火作业。
图1:爆炸管道现场
3、事故原因分析研讨
在事故分析时,首先要搞清是什么物质的爆炸、该物质从哪里来、爆炸的要素是否都具备?
按爆炸“四要素”(氧化剂、点火源、可燃物及浓度)思路查找事故原因。
(1)氧化剂为空气
各废气吸入口在吸入废气的同时也吸入空气,废气管道中有大量空气,氧气(氧化剂)一直存在。
(2)点火源为静电
因为废气管道为工程塑料,废气支管与总管连通为插入式三通,废气管道中气体流速很大,在直角三通处因为尖角产生严重的静电(点火源)。
(3)可燃物为甲苯
通过排除法确认可燃物为来自8号车间某产品反应釜原料甲苯蒸汽。
(4)可燃物的浓度
在怀疑是管道中甲苯浓度超标所致的时候,刚好一同前来参加研讨会的车间工艺员曾于201X年4月对该反应釜甲苯废气排放浓度的进行过测试,笔记中测试数据记录表明:8号车间反应釜废气出口管道中甲苯的含量在5-6%左右。
甲苯爆炸下限(V%) 为1.2,爆炸上限(V%) 为7,
8号车间反应釜废气出口管道中甲苯的含量处于爆炸极限之中。
(5)爆炸发生时间分析:
正常情况下8号车间反应釜废气,是先冷凝器冷冻和活性碳吸附回收
甲苯后,再排入废气总管。
甲苯吸附回收装置设备和管道金属材料制作,电气防爆、设备管道作防静电接地。
由于没有点火源,故甲苯吸附回收装置设备和管道没有发生过爆炸事故。
经过甲苯吸附回收装置后的废气甲苯浓度很低,故废气总管也没有发生过爆炸事故。
事故发生的当天,恰好8号车间废气甲苯吸附件回收装置检修停用,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,与总管为直角三通,8号车间反应釜废气出口管道中甲苯的含量在5-6%左右,处于甲苯爆炸极限范围内。
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快,废气管道材质为易产生静电的塑料,而且有直角三通易产生静电放电,具备了气体爆炸发生的四个要素,因此发生了废气爆炸。
三、防止废气处理系统爆炸的安全对策研究
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、吸收法吸附法(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。
防止废气处理系统爆炸的根本原因是废气中可燃气体的浓度过高和静电。
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%为设防值(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,使进入废气收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,仔细阅读其使用说明中,RTO设备生产厂家均提到只适用于低浓度(低于30%LFL)、大风量。
企业不仅要关注正常状况下,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,例如要考虑反应器冲料、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理系统,以防产生废气管道系统和处理设施发生爆炸事故。
由于废气管道连接许多设备和车间,废气处理系统的爆炸事故,严重时会引起其他设备或车间的连锁反应。
对有可能产生冲料和反应失控的反应器,企业应预先研究采取安全排放的措施,首先应采取温度和压力的检测报警或连锁等安全自动化手段,防止冲料现象和反应失控制的现象发生;其次应设计安全泄料设施,以满足万一产生冲料事故发生,或反应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理,例如设计事故缓冲罐和活性碳吸附系统,甚至高空排放设施。
为防止有机废气处理系统爆炸事故,建议应从以下9个方面采取具体安全对策措施:
1、要对高浓度废气进行预处理,降低排入废气处理系统的可燃物浓
度,如对反应釜废气排放口设冷却或冷冻回收装置,或活性碳回收装置;禁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、要对废气中可燃物浓度进行检测、试验,控制各废气中易燃物质的浓度低于爆炸下限,进行正常工作状态或非正常工作状态下的可燃气体浓度检测。
3、废气中可燃物浓度处于爆炸极限范围时,要改变工艺或设备、或进行惰性化处理、并要做好防静电工作(消除一切可点火能量和物质)。
4、对可能会产生废气浓度接近爆炸下限的气体管道设置在线可燃气体浓度检测报警器。
5、反应釜应尽可能采用密闭式,避免有空气(氧气)进入反应釜和废气管道,降低高浓度废气中氧气含量,当然能惰性化(如充氮)更好。
6、对各车间内产生的废气进行分析,有可能产生禁忌物质的废气应分开处理。
7、当废气管道内可能沉积危险物质时(如活性碳、叠氮酸)时应考虑对废气管道进行定期清洗。
8、在废气管道设计、安装时须应考虑有一定的斜度,方便积液的排除,避免积液积聚过多而导致废气管变形和残留的混合物过多,引起二次爆炸;并对废气总管内的积液进行定时排液。
9、废气管道在各危险点(如支管接入总管处)设泄爆板,以减少爆炸气体大量回冲反应釜,产生连锁反应。
10、如经济实力许可,废气管道应优先采用不锈钢材料,并采取消除静电的措施。
四、小结
1、RTO蓄热式热力焚烧炉和催化氧化等废气处理设备一样,本身一般不会产生爆炸事故。
2、废气处理系统产生爆炸(废气管道爆炸、RTO蓄热式热力焚烧炉或催化氧化装置爆炸),其本质原因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。
3、在重视RTO蓄热式热力焚烧炉安全自动化功能(有机废气的浓度检测和连锁)时,更应重视各废气吸入点有机废气浓度的检测和预处理,并考虑冲料和失控状态时的紧急排放和处理,确保整个废气收集系统所有废气吸入点吸入的有机废气浓度处于安全浓度以下,从源头上消除废气收集系统发生气体爆炸的根源。