廢氣處理設備設施安全事故案例分析（二）：RTO焚燒爐事故案例

工業廢氣種類繁多，主要包括有機廢氣、燃料廢氣、粉塵廢氣、酸霧廢氣、油煙等。工業廢氣根據其排風量、溫度、濃度及本身化學物理性質，其治理方法各不相同，有機廢氣采用活性炭纖有機廢氣凈化器、催化燃燒、RTO、低溫低離子、光催化氧化等；酸堿廢氣采用酸堿中和方法，酸堿廢氣凈化塔；硅烷廢氣一般采用不銹鋼硅烷燃燒塔處理；惡臭廢氣處理一般采用生物除臭以及光催化氧化或者活性炭吸附等。

以VOCs治理為例，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、低溫等離子等。但VOCs廢氣成分復雜，通常為多種易燃易爆的混合有機氣體，前期的技術工藝選擇不到位或這些裝置的投入使用不加以專業管理和控制，往往會帶來新的安全隱患。比如低溫等離子裝置電暈放電著火問題；RTO裝置爆炸問題；活性炭裝置自燃以及危廢處理問題。

2、RTO焚燒爐事故案例

現在市場上對VOCs的大量處理工藝，例如膜分離、活性炭吸附、高沸點溶液吸收、生物轉化、冷凝回收和熱力氧化等方法中，蓄熱室熱力氧化爐(RTO)具有去除效率高、經濟適用性強，且熱能利用效率比傳統的直燃式氧化爐提高70%左右等優點，是目前企業解決VOCs的有效手段。但因各企業情況的不同，RTO應用也存在局限性，在投入生產使用時，由于操作失誤、設備缺陷、設計外理風量過小，沉積物清理不夠及時、收集系統設計不合理等多種原因發生過生產安全事故。

事故案例

江蘇某化工企業RTO凈化系統在2015年3月初和3月末兩次發生爆炸。事故沒有造成人員傷亡，聚合物多元醇車間引風機損壞，現場儀表燒毀，RTO 部分裝置損毀嚴重，直接經濟損失達100余萬元。

根據相關資料，該企業生產方式為間歇性生產，事故發生時僅POP，PL1/PL2產品的工藝廢氣通過DN50~DN350不等的金屬管道進行了收集(主要污染物為環氧乙烷、環氧丙烷、三甲胺、異丙醇、苯乙烯、丙烯腈等)，廢氣收集后通過引風機進入RTO焚燒，該RTO為R-RTO(旋轉式蓄熱焚燒爐)。

事故原因

直接原因：真空泵出口尾氣排放溫度過高，而有機物沸點較低，導致污染物排放濃度過高，同時相應的入口空氣補氣不足，外加環氧丙烷、環氧乙烷的化學性質活潑，終導致接入焚燒爐中的廢氣達到相應爆炸極限，從而造成爆炸事故的發生。

間接原因：

①收集系統設計不合理。調查過程發現對于真空泵高濃度有機廢氣，企業均未進行冷凝回收預處理，且目前企業對 PL系統真空泵出口廢氣所設計的收集方式不合理，真空泵出口所配備的傘形罩集氣量有限，廢氣收集總管僅DN50，正常運行時系統稀釋風量難以確保。

②預處理措施不到位。該企業POP、PL1、PL2車間對有機廢氣所采用的活性炭吸附未配備脫附再生系統，基本無效，末端所配置的不銹鋼高壓風機無變頻系統，導致廢氣收集管路系統中負壓值過高，能耗較高且不利于有機物的冷凝回收，所采用的金屬材質水洗塔強度較高，當系統發生爆炸等意外事故時無法起到有效泄爆的效果(無泄爆措施)，導致爆炸產生的沖擊波沿著管道進一步往生產車間傳導，加劇了爆炸的次生危害。

③RTO爐本體存在問題。本項目中部分產品含有氯元素，諸多案例表明，蓄熱陶瓷體由于質量較大，支撐件通常要承受較大的應力腐蝕，當體系含氟時(如環氧氯丙烷)高溫焚燒外理過程中將產生HCI等污染物，對設備本體、RTO 爐旋轉閥易產生較大腐蝕，系統難以穩定、有效運行。

④廢氣中存在化學品自聚現象。項目廢氣中含有部分丙烯腈、苯乙烯等有機物，上述物料在溫度較高時容易發生自聚合，導致RTO爐蓄熱陶瓷體在使用一段時間后設備阻力變大，同時底部有高沸點有機物粘附現象，易引起火災等安全事故。

安全建議

RTO在正常工況下不易發生火災，爆炸事故。但由干廢氣成份復雜多變，濃度波動大，易造成林燒爐運行穩定性較差，存在一定的安全隱患。為了防范RTO火災、爆炸事故可以采取如下安全措施：

①全面識別風險。對不同廢氣混合集中收集時，應對各種廢氣間的相互影響開展風險分析，弄清廢氣的危險特性。對廢氣的組分，危險性、爆炸極限、閃點、燃點等進行檢定和檢測，全面掌握有機廢氣處理過程中的安全風險，避免發生反應。對于廢氣成分復雜的，應進行安全性分析，例如HAZOP分析，并采取相應的安全措施。

②優化收集系統。對吸風罩、風機選用進行規范設計，同時廢氣收集管線需統籌規劃，形成支管→主管→處理裝置→總排口的收集處理系統，確保廢氣收集效果。合理選擇相關設備和材料，可通過設置緩沖罐，調整風量等預外理設施，嚴格控制RTO爐入口有機物濃度和流速，確保相對平穩、安全運行。

③漸進化科學調試。RTO爐調試時理應精良行空載調試，待空載調試穩定后再逐步接入低濃度有機廢氣，如企業污水池加蓋收集后廢氣、車間換風廢氣等，再逐步接入高濃度廢氣，同時對擬接入高濃度廢氣的排放流量、排放濃度進行檢測。

④安裝在線監控系統，設置電控系統操作間。RTO 爐凈化外理系統是一項人機高度結合的設備，雖然其自動化程度較高，但必須安排專人進行維護與管理，如RTO 爐在發生爆炸前有機物濃度常會在短時間內迅速升高，此時系統若有人值守則可提前發出預整并采取必要的措施，避免事故的發生:同時對 RTO 各系統尾氣安裝 TVOC濃度在線監控系統，為企業管理提供必要的數據支撐。