廢氣處理裝置安全事故的成因及對策分析

王 奎

（深圳市城市公共安全技術研究院有限公司，廣東 深圳 518000）

引言

隨著環(huán)保法規(guī)日趨完善嚴格，廢氣處理裝置工藝不斷變革，廢氣處理裝置種類日漸完善。工業(yè)廢氣種類繁多，主要包括有機廢氣（VOCs）、燃料、粉塵、酸霧、油煙等廢氣[1]。目前常見的VOCs 末端治理工藝有蓄熱式燃燒（RTO）、催化燃燒（RCO）、直接燃燒（TO）、活性炭吸附脫附、低溫等離子等。近年來廢氣處理裝置事故頻發(fā)、尤其是火災事故，給企業(yè)帶來較大困擾。這類安全事故不但給企業(yè)造成經(jīng)濟損失，也影響了企業(yè)的正常運營、訂單交付。

1 事故成因分析

廢氣處理裝置在正常工況下不易發(fā)生事故。但由于有機廢氣種類多、成份復雜、維護保養(yǎng)不到位等因素，加之近年來廢氣處理新方法、新工藝不斷革新，這些設備投入市場時間短、安全性沒有經(jīng)過充分評估論證，致使廢氣處理過程中存在較大的事故隱患。經(jīng)初步統(tǒng)計，近年來典型廢氣處理裝置火災事故，如表1所示。

表1 廢氣處理裝置火災事故案例

下面以UV 光解和活性炭聯(lián)合治理的廢氣處理裝置為例，對各環(huán)節(jié)存在的事故隱患進行分析。

1.1 管道/風機環(huán)節(jié)事故隱患

1.1.1 設計不當

一是選材錯誤。部分企業(yè)廢氣治理裝置管道使用的材質(zhì)為易產(chǎn)生靜電的塑料，且缺少防靜電措施。二是安全裝置缺失。廢氣支管上未加裝阻火器、防火閥。三是不當摩擦集熱。部分設施采用軸流風機，皮帶傳動置于管道內(nèi)部，直接與有機廢氣接觸，高速傳動中摩擦產(chǎn)生的熱量容易成為點火源，誘發(fā)火災。四是廢氣未進行預處理。很多產(chǎn)生廢氣源頭，存在有機廢氣與粉塵顆粒共存現(xiàn)象，如果不經(jīng)預處理采取除塵措施，粉塵顆粒容易堵塞活性炭。

1.1.2 操作不當

打開光氧設備前未提前10 min 開風機，未待管道內(nèi)廢氣濃度降低后再關閉光氧設備。

1.1.3 維護不當

一是清理不及時。排風橫管、排風豎管等管道未及時清理，集聚導致廢氣濃度過高、積液殘留混合物過多引起二次爆炸。二是設備故障。風機缺乏維護保養(yǎng)，失油脫焊，導致金屬摩擦產(chǎn)生高熱、火花現(xiàn)象。

1.2 除霧水塔環(huán)節(jié)事故隱患

除霧水塔事故隱患主要表現(xiàn)為部分電機與塔體的距離過近，不符合規(guī)范要求；除霧水塔中的液下泵的泵體，未及時清理，被異物卡住導致電機發(fā)熱引發(fā)火災；電路老化，存在發(fā)生電路短路的安全隱患。

1.3 UV 光解環(huán)節(jié)事故隱患

該環(huán)節(jié)主要事故隱患為設備線路不防爆。如很多UV 光解裝置燈座不防爆，燈頭銅被氧化后接觸不良；接地保護線脫落，電線超負荷、短路、發(fā)熱引起明火；未按規(guī)范要求安裝靈敏度可靠的溫度、濃度測量裝置；UV 光解、低溫等離子等設施未做防潮處理，直接與水噴淋相連，加重電氣安全隱患。

1.4 活性炭吸附環(huán)節(jié)事故隱患

該環(huán)節(jié)事故隱患未按要求定期更換活性炭，造成活性炭內(nèi)油分過高，受太陽暴曬，溫度升高，引起活性炭自燃；同時粉塵顆粒造成堵塞氣孔，容易發(fā)生超壓爆炸；未安裝靈敏度可靠的溫度、濃度測量裝置；未配備自動噴淋滅火裝置等。

2 事故防范對策分析

基于《吸附法工業(yè)有機廢氣治理工程技術規(guī)范》（HJ 2026—2013）《涂裝作業(yè)安全規(guī)程有機廢氣凈化裝置安全技術規(guī)定》（GB 20101—2006）等國家標準、行業(yè)標準，結合實踐經(jīng)驗，對廢氣處理裝置全流程、各環(huán)節(jié)進行深入研究分析后，提出以下事故防范對策措施。

2.1 管道/風機環(huán)節(jié)技術管控措施

劉瑋等[2]認為化工企業(yè)在處理廠內(nèi)有機廢氣時，應注重安全防范措施的設計；李星洋[3]認為化工產(chǎn)業(yè)日常運行中，通過配置完善的防爆電氣設備，能夠保障設備的安全穩(wěn)定運行。

1）有機廢氣管道的材質(zhì)應首選不銹鋼材質(zhì)，有利于更好的消除有機廢氣管路的靜電。

2）管路在方案設計安裝時要充分考慮坡度，便于積液排出，避免積液殘留導致再度發(fā)生爆炸。

3）有機廢氣管道上安裝阻火器，避免安全生產(chǎn)事故狀況下的安全事故外擴散。

4）凈化裝置前設置風機正壓操作時，風機與電機均應選用防爆型。

2.2 除霧塔環(huán)節(jié)技術管控措施

除霧水塔技術管控措施，主要為控制電機與塔架保持一定安全距離、做好設備的運營維護，加強噴淋廢水的清理頻次。定期檢查液下泵的泵體，預防異物卡住而引起的電機發(fā)熱。

2.3 UV 光解環(huán)節(jié)技術管控措施

UV 光解設備應括采用防爆電氣設備設施及采用防爆電氣線路，包括采用耐高溫抗氧化的防爆陶瓷燈頭，燈座等。

UV 光解設備啟動必須與風機聯(lián)動，以確保通風降溫有效。使用UV 光解機器設備前提前打開離心通風機，待管道內(nèi)有機廢氣濃度值降低后再打開光解機器設備。

UV 光解設備應安裝靈敏度可靠的溫度、濃度測量裝置。

2.4 活性炭吸附環(huán)節(jié)技術管控措施

2.4.1 監(jiān)測并控制活性炭箱溫度

活性炭吸附器內(nèi)應設置多個溫度測定點和自動降溫裝置，當發(fā)出報警信號，應自動開啟降溫裝置，避免引起活性炭自燃現(xiàn)象。吸附脫附催化燃燒工藝應配備氮氣保護功能。

2.4.2 監(jiān)測并控制氣體濃度

檢測及報警裝置是安全生產(chǎn)的最后一道保障[4]?；钚蕴课狡鳉怏w進出口應設置氣體濃度檢測儀，定時檢測氣體濃度。

凈化裝置應設置在通風良好的場所，并具有安全疏散通道或空間。

2.5 其他技術管控措施

建議逐步淘汰低溫等離子等存在安全隱患的處理設備和不符合安全標準的UV 光解設施；強化有機廢氣預先處理，做好氣渣分離；廢氣凈化裝置的選用，應選擇凈化裝置的設計、制造，應由專業(yè)設計、制造資質(zhì)的單位設計、制造，且具有完整的技術文件和圖紙。

2.6 日常管理措施

一是建立健全與廢氣處理設備相關的安全操作規(guī)程。徐中軒[5]等提出生產(chǎn)單位對于新上環(huán)保裝置進行全面論證，認真學習消化技術方案，完善操作規(guī)程和操作卡。并組織相關人員培訓，尤其是崗位操作人員上崗前，應組織崗位安全培訓。二是建立治理工程運行狀況、設施維護等的記錄制度。主要記錄內(nèi)容包括：裝置的啟動及停止時間；吸附劑、過濾材料、催化劑、吸收劑等的質(zhì)量分析數(shù)據(jù)、采購量、使用量及更換時間。三是治理設備的維護應納入全廠的設備維護計劃中。監(jiān)督維護人員是否根據(jù)計劃定期檢查、維護和更換必要的部件和材料，并要求維護人員應做好相關記錄。對凈化裝置進行維護檢修、更換活性炭、設施運行等環(huán)節(jié)，做好相關資料記錄。四是定期組織進行風險識別和隱患治理，落實日常安全檢查，重點檢查設備設施、電氣線路、安全設施、應急設施等是否異常并及時處理。

3 結語

本文全方位、全過程地闡述了廢氣處理裝置存在的常見事故隱患，并提出防范廢氣處理裝置事故技術措施、管理措施、應急措施等措施，能夠有效幫助相關企業(yè)防范廢氣處理裝置事故發(fā)生。