精細(xì)化工行業(yè)RTO系統(tǒng)廢氣收集管道安全設(shè)計優(yōu)化方案
RTO采用高熱容量的蜂窩狀陶瓷作為蓄熱體，待處理有機(jī)廢氣與蓄熱陶瓷體進(jìn)行換熱升溫后，在氧化室中升溫至760℃燃燒，使其中的VOCs成分氧化分解成二氧化碳和水，凈化后的達(dá)標(biāo)氣體與蓄熱陶瓷體進(jìn)行換熱降溫后經(jīng)煙囪排入大氣。在國外，蓄熱式熱氧化爐的市場占有份額高達(dá)70%。

　　國內(nèi)VOCs治理常用的技術(shù)有冷凝法、吸收法、吸附法、熱力破壞法、膜分離法、低溫等離子體、光催化氧化、生物處理法等。精細(xì)化工行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)具有種類繁多、組分復(fù)雜、波動性大等特點。目前常用的處理技術(shù)很難保證VOCs廢氣穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。RTO具有凈化效率高、可適用組分復(fù)雜波動性大的VOCs、熱回收效率高、運行穩(wěn)定性好等優(yōu)點，是目前適用性最好、凈化效率最高的VOCs治理裝置，隨著國家對VOCs廢氣排放要求越來越嚴(yán)格，RTO在精細(xì)化工行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

　　然而，在實際運行中，部分企業(yè)和供應(yīng)商僅考慮系統(tǒng)的凈化效率和能耗，而忽視了系統(tǒng)的安全性設(shè)計，導(dǎo)致RTO系統(tǒng)運行過程中時有安全事故發(fā)生。根據(jù)《大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則》、《蓄熱燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范(征求意見稿)》等規(guī)范，RTO系統(tǒng)主要包括污染氣體收集和輸送系統(tǒng)、氣態(tài)污染物熱力燃燒系統(tǒng)、控制與安全要求等。針對RTO系統(tǒng)安全設(shè)計，本文依據(jù)規(guī)范要求并結(jié)合工程經(jīng)驗，從廢氣輸送管道設(shè)計、RTO系統(tǒng)主體設(shè)計(含控制與安全要求)、RTO系統(tǒng)調(diào)試三個方面提出了以下幾點分析和建議，供大家借鑒。
　　1、廢氣輸送管道設(shè)計

　　1.1生產(chǎn)車間輸送系統(tǒng)設(shè)計

　　精細(xì)化工行業(yè)的產(chǎn)品通常是間歇式生產(chǎn)，廢氣排放氣量波動性較大，生產(chǎn)車間輸送風(fēng)機(jī)如采用定頻控制，車間支管段內(nèi)壓力也會隨廢氣排放氣量波動而變化，存在支管段內(nèi)廢氣壓力不穩(wěn)而泄漏的風(fēng)險。因此，車間輸送風(fēng)機(jī)前端建議增加壓力檢測點，并根據(jù)現(xiàn)場實際情況設(shè)置壓力參數(shù)，與車間輸送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖變頻控制，維持車間支管段內(nèi)壓力穩(wěn)定。

　　1.2廢氣輸送管道坡度和排凝設(shè)置

　　精細(xì)化工行業(yè)廢氣成分復(fù)雜，波動性大，車間預(yù)凈化一般會設(shè)置有冷凝和噴淋系統(tǒng)，起到“消谷平峰”的作用，然而，經(jīng)過冷凝和噴淋后的廢氣含有大量飽和水蒸氣，如設(shè)計不合理，廢氣輸送管道的拐點和低點會有積液凝聚，夏季積液揮發(fā)可能引發(fā)VOCs濃度超爆炸下限的風(fēng)險，冬季積液凍結(jié)則可能造成管道損壞引發(fā)廢氣泄露的風(fēng)險。因此，廢氣輸送管道應(yīng)依據(jù)《石油化工金屬管道布置設(shè)計規(guī)范》要求，設(shè)計管道坡度，并在管道拐角和低點設(shè)置排凝點，定期排凝，避免管道內(nèi)積液現(xiàn)象的產(chǎn)生。

　　1.3廢氣輸送管道防靜電設(shè)置

　　廢氣輸送管道一般距離較長、管線復(fù)雜，氣體流速較快，管道內(nèi)會有靜電產(chǎn)生，如靜電大量積聚，會引發(fā)爆炸等安全事故。因此，廢氣輸送管道建議采用金屬管道，并依據(jù)《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》要求，做好管道法蘭跨接和靜電接地。

　　1.4廢氣輸送管道壓力控制設(shè)計

　　依據(jù)《大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則》要求，廢氣輸送管道整體宜呈微負(fù)壓狀態(tài)，可有效避免各管道內(nèi)廢氣泄露、相互串氣的風(fēng)險。因此，廢氣輸送管道需要做風(fēng)壓平衡計算，確保管道呈微負(fù)壓狀態(tài)。以浙江嘉興某醫(yī)藥企業(yè)為例，計算步驟如下：

　　1)確定計算范圍：各單元風(fēng)機(jī)出口到RTO前風(fēng)機(jī)入口。

　　2)參照《簡明通風(fēng)設(shè)計手冊》，在6～14m/s流速范圍內(nèi)根據(jù)廢氣流量計算廢氣輸送管道管徑。

　　3)運用風(fēng)壓平衡計算軟件：PipeFlowExpert。

　　4)選取介質(zhì)為廢氣(空氣)
5)管道材質(zhì)選擇，該企業(yè)管道材質(zhì)選取PP，絕對粗糙度系數(shù)為0.005mm。

　　6)管道走向繪制、管段長度和管徑輸入。

　　7)各單元廢氣流量輸入、RTO前風(fēng)機(jī)壓力擬輸入。

　　8)得出該企業(yè)全廠風(fēng)壓平衡計算數(shù)據(jù)，如圖1所示。

　　由圖1可知，該企業(yè)各節(jié)點位置負(fù)壓最小值為-350Pa，處于微負(fù)壓狀態(tài)，滿足設(shè)計要求。此外，建議在廢氣輸送管道與車間各支管節(jié)點位置設(shè)置壓力檢測點，遠(yuǎn)傳操作界面，實時監(jiān)控，確保廢氣輸送管道與車間支管節(jié)點位置負(fù)壓，避免各節(jié)點位置泄漏、串氣。

　　1.5廢氣輸送管道阻火器和壓力泄放設(shè)置

　　通過對江蘇多家醫(yī)藥化工企業(yè)RTO爐的安全事故調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)廢氣輸送管道是目前發(fā)生爆炸事故的重災(zāi)區(qū)，因此，各生產(chǎn)車間出口管道上建議設(shè)置阻火器，避免爆炸事故擴(kuò)散到各生產(chǎn)車間，并在廢氣輸送管道的關(guān)鍵位置設(shè)置泄爆口，保證整個系統(tǒng)能夠及時、有效的泄爆。依據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》要求，RTO屬于明火設(shè)備，如RTO系統(tǒng)回火，會引發(fā)廢氣輸送管道起火或爆炸等安全事故，因此，廢氣輸送管道與RTO系統(tǒng)主體對接位置需設(shè)置阻火器，防止并阻斷RTO系統(tǒng)回火。

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