有害废气 医药化工行业VOCs焚烧RTO装置问题及改进措施

RTO是一种将工业有机废气VOCs燃烧净化的装置，利用蓄热体对待处理废气进行升温换热，净化后气体进行降温换热的装置。蓄热式焚烧炉主要由蓄热室、燃烧室、换向系统、控制系统、管道收集等几部分组成。常见的三床式蓄热焚烧炉工艺流程如下：
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工艺原理是有机废气经预处理后进入蓄热室1，与陶瓷蓄热体换热后升温进入燃烧室，燃烧后废气由蓄热室2排出，同时蓄热室3中的残留污染物经净化气反吹后也由蓄热室2排出，蓄热室2得到蓄热，作为下一阶段的进气室，第二、第三阶段通过换向系统依次循环交替进行。
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RTO的优点是处理效率高，尤其是三床式RTO净化效率达99%，是彻底处理有机废气净化的良好解决方案。但是RTO本身是个点火装置，存在安全隐患，要保持良好的运行，需要在工艺上精心设计、管理上科学严谨、操作细致。

1、现存问题

目前RTO在运行使用过程中暴露出一些安全问题，主要是火灾、爆炸等安全问题。大部分由于操作不当，管理不规范、麻痹疏忽引起，也有设计上考虑不周，自动控制品质太差、失灵等情况导致危险隐患迟滞警报，引起火灾爆炸事故。
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通过调研医药化工行业RTO运行中的多家企业，归纳总结主要存在以下几方面问题：

5 p4 }7 I# [7 z* F! `1 `（1）环境治理单位对企业主的生产工艺情况论证不足，没有考虑生产过程多变性、间歇性、排放气量不稳定、浓度波动太大等实际因素，设计出RTO设备存在技术上缺陷，自动化程度低，应急排放及处理措施设计不全；

& p3 N& U4 H0 [（2）企业主为了节省投资和降低运行成本，要求环境治理单位尽量简化RTO配置设计，尤其是自动化程序设计安全性措施不足；

（3）某些企业管理不到位，操作人员没有严格执行操作规程、麻痹大意，工艺技术人员没有深刻领悟RTO技术工艺及设备材料性能，设置合理的安全应急措施。对于生产工况波动大时，没有能够及时采取有效措施；
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  T# L" j6 ~8 h8 ^1 H/ `（4）激烈的市场价格竞争，使得环境治理单位设计的RTO设备采用最经济、甚至较差的材料、控制系统等，导致安全隐患增大；
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（5）某些企业安全隐患排查力度不够，平时对RTO设备系统等疏于维护、保养，仪表阀门等关键控制部件定期检验校验不及时，部分材料陶瓷蓄热体堵塞、点火装置失效等部件带病工作，都是引起火灾爆炸的因素。

( ~4 p. o$ b1 B! m$ G" e2、改进措施

为了使RTO设备能够高效稳定的运行，减小安全事故发生频率，环境治理单位在设计时必须充分考虑到RTO设备的安全隐患问题，设置多道防线，严格控制有机废气进行浓度及杂质，优选控制系统。设备运行单位（业主）必须加强管理、强化培训及提高操作人员的专业技术水平。具体措施归纳如下：

* g5 _- \/ [9 @（1）环境治理单位在设计RTO时要对企业生产工艺，有机废气的排放特点进行充分调研，尽量摸排清楚有机废气的组分、浓度、排气量，排放时间、周期等工况特征。针对不同的废气组分在设计时RTO前端必须有预处理设施，去除对RTO运行有害的污染物、颗粒物等，减少RTO运行时由前端污染物引起的安全隐患。

9 }/ W* B' G! a) i（2）对有机废气浓度进行实时监测，特别是废气浓度波动大时应采取稀释、缓冲等措施，控制浓度在爆炸极限下限的25%以下。当进气浓度超过报警值时打开应急排空阀，废气应急排空。RTO燃烧室设置高温阀，当燃烧室温度超过900℃时高温阀自动打开，净化气排空。RTO控制系统换向阀门、监测仪表等应选用较好的材料、确保其可靠性，定期校验，确保其在准确有效范围内。

/ Y  R$ C. {" Z) A5 @3 Y（3）企业要加强安全管理，制定科学合理的工艺管理制度。对操作人员加强培训使其充分领会设计意图，对工艺控制点的理解深入到位，培养细心严谨操作品格，制定激励奖惩制定，提高员工积极性。
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) ?7 |+ c2 Q- f! c1 g* w. z（4）RTO设计时必须要有应急排风设施，作为浓度报警时紧急排空。在设备附近设置消防设施，管道上安装阻火器，设备本体安装安全阀等措施。
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' V0 f/ A( \7 a: f+ n3 K（5）提高企业的事故应急处理能力，建立安全隐患排查制度，RTO设备的易损件如换向阀门等平时多巡查，发现问题及时处理，将安全隐患降至最低。

; r( A4 f8 v+ Y: q9 B8 u/ D3、注意事项
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RTO在运行使用过程中的安全注意事项，归纳以下几点：
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（1）管道内的爆炸，大部分都来源于管道内有大量有机积液突然挥发，再遇上静电而产生的。输送腐蚀性气体的管道比较难做防静电设施，只能降低风速，设计在8m/s以下的风速比较适合。
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  X/ v1 b% Z6 |6 ^3 }' w（2）炉膛内的明火很难进入车间过来的管道，因为RTO焚烧炉有2m左右高的蓄热陶瓷，蓄热体本身就是很好的阻火器。在管道前端可以安装阻火器，进一步保障生产车间内的安全。

（3）在点火前要进行吹扫，吹扫的目的是将残留在管道和炉膛内的有机物清理干净，避免点火时引爆。入口处有浓度检测仪，响应时间在5s左右，所以浓度检测仪的安装位置比较重要，且要做缓冲罐，当检测到废气浓度高报警，新风风门会自动打开进行浓度稀释；若废气浓度高会报警，则切断与生产线间的联机，废气直接旁通到烟囱。现实生产中做多少措施也无法100%避免爆炸，所以在适当的位置加泄爆装置，比如炉膛顶部有泄爆门，此泄爆门可以靠自重关闭，泄爆后不会影响RTO焚烧炉的正常运行；缓冲罐上有泄爆片。有这些泄爆措施，即使发生爆炸，也会把爆炸的损失降到最低。
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, ~/ J" J& F. g" M0 Q: Q（4）RTO焚烧炉非常害怕突然停电，炉膛内的高温无法快速散去，导致很多防腐材料或者其他设备被高温损坏。设计一台应急压缩空气储气罐、UPS和手自动控制的泄爆门，一旦突然停电，UPS和应急压缩空气储气罐会将所有风门打到安全位置，比如新风风门开启，吹扫风门开启，泄爆门打开等；应急压缩空气会进入燃烧器管道，避免高温烟气从燃烧器泄露出来，导致点火管路的危险和损坏燃烧器。但压缩空气罐仅能支撑15-20min左右，甲方需要配置备用电源给压缩空气或助燃风机。
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（5）RTO焚烧炉出口接洗涤塔，若洗涤塔是玻璃钢材质，则RTO焚烧炉出口温度需要控制在100℃以下，若超过100℃，设备会自动切断与生产线之间的联机，工艺废气直接进入烟囱。
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（6）炉膛内有2支热电偶，每支热电偶都是双支的，如果一支出现问题，还有一支备用，保证炉膛内温度控制均匀。炉膛温度不能超过980℃，否则内部的蓄热陶瓷和陶瓷纤维组块的使用寿命会受影响，当炉膛温度超过一定值时，燃油管路的双电磁阀会自动关闭，避免柴油泄漏进入炉膛。炉膛温度再高就要打开新风风门去降温，当炉膛温度发生高高报警，RTO焚烧炉自动切断与生产线的联机，工艺废气直接进入烟囱。

' {! c( ~# K! C% j（7）RTO焚烧炉在作业时一定程度上具有非常大的危险性，所以一定要确保不相关人员尽量远离，同时专业操作人员在进行操作的时候也要注意时刻关注RTO焚烧炉在燃烧时的状态，确保不会因为以上的问题出现故障，如果出现故障就依照产品故障排除说明进行故障排除，以免产生更大危险事故。
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