精細化工行業(yè)RTO系統廢氣收集管道安全設計優(yōu)化方案

精細化工行業(yè)RTO系統廢氣收集管道安全設計優(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，凈化后的達標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(chǎng)占有份額高達70%。

　　國內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。精細化工行業(yè)揮發(fā)性有機物(VOCs)具有種類(lèi)繁多、組分復雜、波動(dòng)性大等特點(diǎn)。目前常用的處理技術(shù)很難保證VOCs廢氣穩定達標排放。RTO具有凈化效率高、可適用組分復雜波動(dòng)性大的VOCs、熱回收效率高、運行穩定性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前適用性最好、凈化效率最高的VOCs治理裝置，隨著(zhù)國家對VOCs廢氣排放要求越來(lái)越嚴格，RTO在精細化工行業(yè)中得到了廣泛應用。

　　然而，在實(shí)際運行中，部分企業(yè)和供應商僅考慮系統的凈化效率和能耗，而忽視了系統的安全性設計，導致RTO系統運行過(guò)程中時(shí)有安全事故發(fā)生。根據《大氣污染治理工程技術(shù)導則》、《蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規范(征求意見(jiàn)稿)》等規范，RTO系統主要包括污染氣體收集和輸送系統、氣態(tài)污染物熱力燃燒系統、控制與安全要求等。針對RTO系統安全設計，本文依據規范要求并結合工程經(jīng)驗，從廢氣輸送管道設計、RTO系統主體設計(含控制與安全要求)、RTO系統調試三個(gè)方面提出了以下幾點(diǎn)分析和建議，供大家借鑒。
　　1、廢氣輸送管道設計

　　1.1生產(chǎn)車(chē)間輸送系統設計

　　精細化工行業(yè)的產(chǎn)品通常是間歇式生產(chǎn)，廢氣排放氣量波動(dòng)性較大，生產(chǎn)車(chē)間輸送風(fēng)機如采用定頻控制，車(chē)間支管段內壓力也會(huì )隨廢氣排放氣量波動(dòng)而變化，存在支管段內廢氣壓力不穩而泄漏的風(fēng)險。因此，車(chē)間輸送風(fēng)機前端建議增加壓力檢測點(diǎn)，并根據現場(chǎng)實(shí)際情況設置壓力參數，與車(chē)間輸送風(fēng)機聯(lián)鎖變頻控制，維持車(chē)間支管段內壓力穩定。

　　1.2廢氣輸送管道坡度和排凝設置

　　精細化工行業(yè)廢氣成分復雜，波動(dòng)性大，車(chē)間預凈化一般會(huì )設置有冷凝和噴淋系統，起到“消谷平峰”的作用，然而，經(jīng)過(guò)冷凝和噴淋后的廢氣含有大量飽和水蒸氣，如設計不合理，廢氣輸送管道的拐點(diǎn)和低點(diǎn)會(huì )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，廢氣輸送管道應依據《石油化工金屬管道布置設計規范》要求，設計管道坡度，并在管道拐角和低點(diǎn)設置排凝點(diǎn)，定期排凝，避免管道內積液現象的產(chǎn)生。

　　1.3廢氣輸送管道防靜電設置

　　廢氣輸送管道一般距離較長(cháng)、管線(xiàn)復雜，氣體流速較快，管道內會(huì )有靜電產(chǎn)生，如靜電大量積聚，會(huì )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《石油化工靜電接地設計規范》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計

　　依據《大氣污染治理工程技術(shù)導則》要求，廢氣輸送管道整體宜呈微負壓狀態(tài)，可有效避免各管道內廢氣泄露、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，確保管道呈微負壓狀態(tài)。以浙江嘉興某醫藥企業(yè)為例，計算步驟如下：

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

　　2)參照《簡(jiǎn)明通風(fēng)設計手冊》，在6～14m/s流速范圍內根據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，絕對粗糙度系數為0.005mm。

　　6)管道走向繪制、管段長(cháng)度和管徑輸入。

　　7)各單元廢氣流量輸入、RTO前風(fēng)機壓力擬輸入。

　　8)得出該企業(yè)全廠(chǎng)風(fēng)壓平衡計算數據，如圖1所示。

　　由圖1可知，該企業(yè)各節點(diǎn)位置負壓最小值為-350Pa，處于微負壓狀態(tài)，滿(mǎn)足設計要求。此外，建議在廢氣輸送管道與車(chē)間各支管節點(diǎn)位置設置壓力檢測點(diǎn)，遠傳操作界面，實(shí)時(shí)監控，確保廢氣輸送管道與車(chē)間支管節點(diǎn)位置負壓，避免各節點(diǎn)位置泄漏、串氣。

　　1.5廢氣輸送管道阻火器和壓力泄放設置

　　通過(guò)對江蘇多家醫藥化工企業(yè)RTO爐的安全事故調查分析，發(fā)現廢氣輸送管道是目前發(fā)生爆炸事故的重災區，因此，各生產(chǎn)車(chē)間出口管道上建議設置阻火器，避免爆炸事故擴散到各生產(chǎn)車(chē)間，并在廢氣輸送管道的關(guān)鍵位置設置泄爆口，保證整個(gè)系統能夠及時(shí)、有效的泄爆。依據《石油化工企業(yè)設計防火規范》要求，RTO屬于明火設備，如RTO系統回火，會(huì )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系統主體對接位置需設置阻火器，防止并阻斷RTO系統回火。

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