RTO是蓄熱式焚燒處理有機(jī)廢氣裝置的簡稱?，F(xiàn)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(zhuǎn)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(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)，且熱能利用效率比傳統(tǒng)的直燃式氧化爐提高70%左右等優(yōu)點，是目前企業(yè)解決VOCs的有效手段。

但因各企業(yè)情況的不同，RTO應(yīng)用也存在局限性，在投入生產(chǎn)使用時，由于操作失誤、設(shè)備缺陷、設(shè)計處理風(fēng)量過小、沉積物清理不夠及時、收集系統(tǒng)設(shè)計不合理等多種原因發(fā)生過生產(chǎn)安全事故。

一、事故案例

（一）案例概況

江蘇某化工企業(yè)RTO凈化系統(tǒng)在2015年3月初和3月末兩次發(fā)生爆炸。事故沒有造成人員傷亡，聚合物多元醇車間引風(fēng)機(jī)損壞，現(xiàn)場儀表燒毀，RTO 部分裝置損毀嚴(yán)重，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100余萬元。

調(diào)查過程發(fā)現(xiàn)對于真空泵高濃度有機(jī)廢氣，企業(yè)均未進(jìn)行冷凝回收預(yù)處理，且目前企業(yè)對 PL 系統(tǒng)真空泵出口廢氣所設(shè)計的收集方式極不合理，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(tǒng)稀釋風(fēng)量難以保證。

（2）預(yù)處理措施不到位

該企業(yè)POP、PL1、PL2車間對有機(jī)廢氣所采用的活性炭吸附未配備脫附再生系統(tǒng)，基本無效，末端所配置的不銹鋼高壓風(fēng)機(jī)無變頻系統(tǒng)，導(dǎo)致廢氣收集管路系統(tǒng)中負(fù)壓值過高，能耗較高且不利于有機(jī)物的冷凝回收，所采用的金屬材質(zhì)水洗塔強(qiáng)度較高，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)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(dǎo)致爆炸產(chǎn)生的沖擊波沿著管道進(jìn)一步往生產(chǎn)車間傳導(dǎo)，加劇了爆炸的次生危害。

（3）RTO爐本體存在問題

本項目中部分產(chǎn)品含有氯元素，諸多案例表明，蓄熱陶瓷體由于質(zhì)量較大，支撐件通常要承受較大的應(yīng)力腐蝕，當(dāng)體系含氯時(如環(huán)氧氯丙烷)高溫焚燒處理過程中將產(chǎn)生HCl等污染物，對設(shè)備本體、RTO 爐旋轉(zhuǎn)閥易產(chǎn)生較大腐蝕，系統(tǒng)難以穩(wěn)定、有效運行。

（4）廢氣中存在化學(xué)品自聚現(xiàn)象

項目廢氣中含有部分丙烯腈、苯乙烯等有機(jī)物，上述物料在溫度較高時極易發(fā)生自聚合，導(dǎo)致RTO爐蓄熱陶瓷體在使用一段時間后設(shè)備阻力變大，同時底部有高沸點有機(jī)物粘附現(xiàn)象，易引起火災(zāi)等安全事故。

二、典型的問題隱患排查

（一）廢氣預(yù)處理設(shè)計存在缺陷

01企業(yè)提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不全，導(dǎo)致預(yù)處理方式存在設(shè)計缺陷。《蓄熱燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》要求應(yīng)根據(jù)廢氣來源、組分、性質(zhì)（溫度、濕度、壓力）、流量、爆炸極限等因素，綜合分析后選擇廢氣處理工藝流程。而在實際設(shè)計過程中，企業(yè)主要提供最大廢氣處理量、VOCs最高含量，不能提供尾氣具體的組成。如某園區(qū)內(nèi)企業(yè)提供RTO設(shè)計依據(jù)為廢氣組分為甲苯和甲醇，VOCs最高含量為5000mg/m3，且具體含量未標(biāo)明。因此企業(yè)在RTO設(shè)計時未考慮企業(yè)生產(chǎn)過程中能產(chǎn)生二甲胺氣體，在預(yù)處理系統(tǒng)中沒考慮酸洗，只是在車間將廢氣冷卻到10℃左右后，通過總管（DN600）進(jìn)入堿洗、水洗塔后經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入到RTO系統(tǒng)，這也就為后來發(fā)生的事故埋下了隱患。該企業(yè)于2021 年6 月3日開始試生產(chǎn)，RTO裝置于2021 年6 月6日16：00發(fā)生爆炸，整個風(fēng)機(jī)的蝸殼全部粉碎，所幸的是事故沒有造成人員傷亡。事故調(diào)查顯示，由于二甲胺易溶于水（沸點7℃），隨著水中二甲胺含量升高及環(huán)境溫度上升，二甲胺大量揮發(fā)，同時因引風(fēng)機(jī)葉輪、蝸殼材質(zhì)均為玻璃鋼材質(zhì)，雖然有導(dǎo)電涂層，但引風(fēng)機(jī)對地電阻為無窮大，達(dá)到爆炸極限的有機(jī)廢氣與高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)機(jī)葉輪摩擦產(chǎn)生靜電，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)蝸殼粉碎性爆裂。

02RTO安全設(shè)施設(shè)計有缺陷。

（1）設(shè)計時未將可燃?xì)怏w檢測信號納入RTO控制程序系統(tǒng)，當(dāng)廢氣濃度達(dá)到爆炸極限后，不能及時采取稀釋、走旁通等應(yīng)對措施，高濃度廢氣直接進(jìn)入RTO爐體從而引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。其中部分企業(yè)只是在RTO控制程序界面上做了一個顯示，且永遠(yuǎn)顯示0%LEL?！洞髿馕廴局卫砉こ碳夹g(shù)導(dǎo)則》（HJ 2000-2010）第6.5.1條，明確提出“進(jìn)入熱力燃燒工藝的有機(jī)廢氣濃度應(yīng)控制在其爆炸極限下限的25%以下，對于混合有機(jī)化合物，其有機(jī)物濃度應(yīng)根據(jù)不同有機(jī)化合物的濃度比例和其爆炸下限值進(jìn)行計算與校核”；《蓄熱燃燒法工業(yè)有機(jī)廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ1093—2020）第6.5.1條，明確要求“當(dāng)廢氣濃度波動較大時，應(yīng)對廢氣進(jìn)行實時監(jiān)測，并采取稀釋、緩沖等措施，確保進(jìn)入蓄熱燃燒裝置的廢氣濃度低于爆炸極限下限的25%”。

某企業(yè)的在線分析儀顯示“Err”，因輸出超過20mA，滿量程后顯示“錯誤”，但RTO控制界面顯示為0%LEL。

（2）設(shè)計時不考慮可燃?xì)怏w在線分析儀的安裝位置。

如某企業(yè)在線分析儀取樣位置距RTO爐約30米（RTO爐前有一個堿洗塔和一個水洗塔），該處廢氣約10s后就能進(jìn)入到RT0爐，但在線分析儀距取樣點約2.5米，經(jīng)過蠕動泵抽取樣品，不計在線分析儀的響應(yīng)時間，至少需要20s后才能分析出廢氣中可燃?xì)怏w的含量，這種設(shè)置，即使可燃?xì)怏w檢測信號進(jìn)入RTO控制程序系統(tǒng)，也達(dá)不到保護(hù)作用。具體可參考《蓄熱焚燒裝置安全風(fēng)險評估指南》第7.3.3的要求。

（3）技術(shù)協(xié)議書中的P&ID與RTO裝置現(xiàn)場不一致，或P&ID中給定的邏輯無法實現(xiàn)。

如設(shè)計文件中設(shè)計有“壓縮空氣壓力低，系統(tǒng)報警停機(jī)”，但現(xiàn)場無壓縮空氣壓力遠(yuǎn)傳表；所有企業(yè)都不能提供聯(lián)鎖邏輯圖；P&ID圖中的邏輯關(guān)系在實際行動過程無法實現(xiàn)。

（二）廢氣輸送系統(tǒng)工藝設(shè)計未充分考慮精細(xì)化工生產(chǎn)過程特點

01廢氣支管段內(nèi)壓力不穩(wěn)。

精細(xì)化工行業(yè)通常是間歇式生產(chǎn)，廢氣排放氣量隨著生產(chǎn)處于不同的階段出現(xiàn)波動。企業(yè)未在車間總出口設(shè)置輸送風(fēng)機(jī)或設(shè)置廢氣輸送風(fēng)機(jī)，且風(fēng)機(jī)頻率未與廢氣系統(tǒng)壓力實現(xiàn)自動控制，全部依靠RTO引風(fēng)機(jī)入口壓力（或引風(fēng)機(jī)頻率）來控制廢氣總管的壓力，導(dǎo)致廢氣總管的最前端或廢氣排放氣量大的車間支管段內(nèi)壓力波動大，存在支管段內(nèi)廢氣壓力不穩(wěn)而泄漏的風(fēng)險。

02車間廢氣采用噴淋吸收預(yù)處理工藝的，易帶有大量飽和水蒸氣，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。

03產(chǎn)生VOCs廢氣含有酸性或堿性組分的企業(yè)，為防腐需要采用玻璃鋼、PP、PE管材輸送廢氣，并在RTO引風(fēng)機(jī)前才進(jìn)行酸/堿處理，在上述過程中，廢氣輸送管道一般距離較長、氣體流速較快，管道內(nèi)可能因產(chǎn)生的靜電大量積聚易引發(fā)爆炸等安全事故。此類廢氣宜在各車間先進(jìn)行酸堿預(yù)處理，然后采用金屬管道，并依據(jù)《石油化工靜電接地設(shè)計規(guī)范》（SH/T 3097-2017）的要求，做好管道法蘭跨接和靜電接地。

（三）RTO裝置操作、維護(hù)不到位

設(shè)備設(shè)施完好，是RTO裝置安全穩(wěn)定運行的物質(zhì)基礎(chǔ)。《安全生產(chǎn)法》第三十六條明確規(guī)定“生產(chǎn)經(jīng)營單位必須對安全設(shè)備進(jìn)行經(jīng)常性維護(hù)、保養(yǎng)，并定期檢測，保證正常運轉(zhuǎn)。維護(hù)、保養(yǎng)、檢測應(yīng)當(dāng)做好記錄，并由有關(guān)人員簽字”。在實際運行過程中，存在安全設(shè)施不能正常投用、操作記錄與實際運行狀態(tài)不一致、設(shè)備設(shè)施檢查維護(hù)缺失、操作方式不當(dāng)?shù)入[患。

如某些企業(yè)存在正常投用的RTO，新風(fēng)閥門無氣源、電源，即使可燃?xì)怏w檢測儀信號接入RTO程序控制系統(tǒng)，在聯(lián)鎖動作時新風(fēng)閥門也不能及時打開進(jìn)行稀釋。

02日常操作記錄與實際運行狀態(tài)不一致。

如某企業(yè)2022年7月2日從18:53開始到23:50，燃燒器一直持續(xù)故障報警，但操作記錄均為“正?！薄?/span>

03設(shè)備設(shè)施檢查維護(hù)缺失。

如某企業(yè)堿洗塔pH計外殼腐蝕嚴(yán)重，無法觀察顯示的數(shù)值?？赡芤驂A液濃度低影響處理效果，造成RTO內(nèi)部腐蝕，帶來RTO設(shè)備變形、坍塌、廢氣泄漏等安全風(fēng)險。pH計因長期在酸（堿）環(huán)境中工作，一般連續(xù)使用2個月后顯示就會出現(xiàn)較大的誤差，需要人工分析（或標(biāo)注溶液校準(zhǔn)）。

另外，某企業(yè)燃料油泵過濾器裝錯方向，可能造成燃燒器噴嘴堵塞，影響RTO正常運行。

04操作方式不當(dāng)?shù)龋糠制髽I(yè)將廢氣引風(fēng)機(jī)頻率設(shè)置了“手動”狀態(tài)。

該操作方式無法滿足精細(xì)化工企業(yè)間歇生產(chǎn)的特點，可能造成廢氣總管壓力劇烈波動。若車間未設(shè)置引風(fēng)機(jī)，廢氣可能會反串；車間設(shè)置了引風(fēng)機(jī)，可能造成廢氣總管超壓泄漏。

大多數(shù)有機(jī)廢氣VOCs都屬于易燃易爆氣體，所以在處理有機(jī)廢氣時須格外小心，尤其蓄熱式焚燒RTO設(shè)備的使用單位一定要注意并解決好安全問題！小編做了相關(guān)檢索，近年來RTO爆炸事故時有發(fā)生，事故原因雖有不一，但主要還是由于系統(tǒng)中的廢氣遇點火源引發(fā)爆炸，具體案例請往下看！

案例一： 2019年6月15日17：00安徽某制藥廠臨時停產(chǎn)，停產(chǎn)后RTO系統(tǒng)按規(guī)程停機(jī)。該廠于次日8：00投料復(fù)產(chǎn)，RTO系統(tǒng)同時開機(jī)并升溫，此時旁通閥開啟、廢氣導(dǎo)入閥關(guān)閉，廢氣經(jīng)RTO系統(tǒng)旁路凈化系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后高空排放；RTO爐經(jīng)吹掃并加熱至800℃后，旁通閥關(guān)閉，廢氣導(dǎo)入閥開啟，廢氣進(jìn)入RTO爐，系統(tǒng)壓力、溫度等一切正常。 廢氣導(dǎo)入2h后RTO系統(tǒng)發(fā)生爆炸，爆炸聲前后兩次，間隔時間較短 ，一處位于RTO爐及相鄰風(fēng)機(jī)，另一處位于系統(tǒng)前端廢氣收集管道 【 VOCs作為可燃物，能夠與氧氣在一定的濃度范圍（爆炸極限）內(nèi)形成爆炸性預(yù)混氣，遇到點火源（明火、電火花、靜電火花、高熱物等）會發(fā)生爆炸或燃燒，并釋放大量的熱和氣體】 。 事故導(dǎo)致RTO爐右側(cè)蓄熱室鋼結(jié)構(gòu)、保溫棉、蓄熱陶瓷和RTO爐近端的引風(fēng)機(jī)、風(fēng)管嚴(yán)重?fù)p壞，較遠(yuǎn)端風(fēng)管脫落，并引燃周邊干燥物，所幸無人員傷亡。

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蓄熱式焚燒爐（RTO）安全要點

一 、 RT0爐 安全設(shè)施 應(yīng)與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投入使用。在用RTO爐應(yīng)補充進(jìn)行 安全風(fēng)險評估論證 ：對于廢氣成分復(fù)雜的，應(yīng)進(jìn)行HAZOP分析并采取相應(yīng)的安全措施。

二 、 RTO爐可通過設(shè)置 緩沖罐、調(diào)整風(fēng)量 等預(yù)處理設(shè)施，嚴(yán)格控制RTO爐 入口有機(jī)物濃度和流速 ，保證相對平穩(wěn)、安全運行。

三 、 RTO爐應(yīng)采取有效措施，防止管道及RTO爐下室體中的 冷凝和沉積 產(chǎn)生。

四 、 RTO爐應(yīng)通過 強(qiáng)制通風(fēng) 措施，滿足 最低通風(fēng)量 要求，避免可燃物積聚、回火等。

五 、 RTO爐應(yīng)設(shè)置 PLC或DCS控制系統(tǒng) （視情況可設(shè)置 安全儀表系統(tǒng) ），對風(fēng)機(jī)、閥門、燃燒器、爐膛和廢氣管道等設(shè)備設(shè)施的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控和聯(lián)鎖。 關(guān)鍵設(shè)備安全儀表系統(tǒng)應(yīng)不低于SIL2標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計 。

六 、 RTO爐現(xiàn)場電氣儀表設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照 防爆等級 設(shè)計，管道或爐膛內(nèi)應(yīng)設(shè)置 泄爆片 ；RTO爐應(yīng)設(shè)置 短路保護(hù)和接地保護(hù) 功能， 廢氣管線選材要注意防靜電 。

七 、 RTO爐應(yīng)設(shè)置 斷電斷氣后進(jìn)氣閥、排氣閥緊急關(guān)閉 ，防止煙囪效應(yīng)引起蓄熱層下部溫度上升。

八 、 RTO爐應(yīng) 設(shè)置UPS備用電源和壓縮空氣儲氣罐 。對于濃度較高且含有低燃點物質(zhì)的 應(yīng)急排空管道 ，嚴(yán)禁與高溫排空管道共用煙囪排放。

九、源頭消減

1、減量： 強(qiáng)化車間預(yù)處理，如將常溫循環(huán)水改為冷凍鹽水，提高冷凝效率；增加吸收類循環(huán)液的更換頻次，并設(shè)置自動加藥、排污控制，提高吸收效率等，以減少進(jìn)入RTO系統(tǒng)中VOCs的總量，從而降低廢氣達(dá)到爆炸的風(fēng)險。

2、降濃： 儲罐呼吸氣、冷凝器不凝氣等濃度較高，直接接入風(fēng)管極易形成達(dá)到爆炸極限范圍的預(yù)混氣，可通過計算一定溫度時某成分飽和蒸氣壓下的濃度，并將其稀釋至爆炸下限（LEL）的 25%設(shè)計風(fēng)量 ；設(shè)置緩沖罐并補充新風(fēng)，確保進(jìn)入RTO系統(tǒng)的廢氣濃度低于其25% LEL。

十、過程預(yù)防

1、導(dǎo)靜電： 風(fēng)管、風(fēng)機(jī)等廢氣輸送設(shè)備設(shè)施在不腐蝕情況下盡量選擇刷有石墨涂層的玻璃鋼、碳鋼或不銹鋼材質(zhì)，并 跨接、接地 ；同時 避免直角彎頭及彎頭處尖角，防止廢氣輸送過程中因摩擦起靜電而無法導(dǎo)出 。

2、排積液： 廢氣常因洗滌塔除霧效果不佳或冷卻作用而在風(fēng)管中形成積液，積液中含有VOCs并不斷揮發(fā)至廢氣中，存在濃度升高現(xiàn)象，須定期排出。

3、測濃度： 在RTO系統(tǒng)前一定距離設(shè)置 在線（實時）濃度檢測儀 ，并與RTO系統(tǒng)廢氣導(dǎo)入閥、應(yīng)急排空閥 連鎖控制 ，距離根據(jù)檢測儀響應(yīng)時間確定，當(dāng)廢氣濃度超過25%LEL時，廢氣導(dǎo)入閥關(guān)閉，應(yīng)急排空閥開啟，防止高濃廢氣進(jìn)入RTO系統(tǒng)。

4、泄爆： 風(fēng)管每隔一定間距設(shè)置泄爆閥，泄爆閥壓力低于風(fēng)管承受應(yīng)力；RTO系統(tǒng)前置洗滌塔在保證有效使用情況下選用低強(qiáng)度材質(zhì)制作，以便爆炸發(fā)生時及時泄壓，減少爆炸損失。

十一、末端把控

1、雙旁通設(shè)計： 對RTO系統(tǒng)設(shè)置 冷旁通、熱旁通 ，其中冷旁通與濃度檢測儀、廢氣導(dǎo)入閥、應(yīng)急排空閥連鎖，當(dāng)濃度超過25%LEL時，廢氣導(dǎo)入閥關(guān)閉，廢氣無法進(jìn)入RTO系統(tǒng)；應(yīng)急排空閥開啟，廢氣經(jīng)冷旁通處理達(dá)標(biāo)后排放。熱旁通與新風(fēng)閥、溫度儀、壓力計連鎖，當(dāng)RTO爐內(nèi)溫度、壓力異常時，新風(fēng)閥開啟，稀釋濃度降溫降壓，熱旁通閥開啟，部分高溫廢氣直接從氧化室排出，經(jīng)混合器降溫冷卻后排至煙囪，確保RTO系統(tǒng)安全連續(xù)運行。

2、雙流場模擬： RTO爐設(shè)計時對廢氣進(jìn)行氣流場和熱流場模擬，其中氣流場模擬確保RTO爐內(nèi)無死角，廢氣能夠均勻流暢通過，避免局部湍流或濃度過高；熱流場模擬確定陶瓷裝填量，選擇適宜熱回收效率，避免RTO爐蓄熱室冷端溫度過高，減少安全隱患。

3、阻火： 在RTO爐前端和生產(chǎn)車間后端風(fēng)管設(shè)置 阻火器、水封 等， 防止RTO爐或風(fēng)管爆炸回火 至前端或車間，減少事故損失。

4、監(jiān)控： 將RTO系統(tǒng)與生產(chǎn)、風(fēng)管壓力計、中級風(fēng)機(jī)、濃度檢測儀等連鎖控制，并納入生產(chǎn)管理監(jiān)控，避免生產(chǎn)與環(huán)保脫節(jié)。

事故牽動千萬家，安全要靠你我他！安全無小事，不怕一萬就怕萬一！因為VOCs絕大部分都是易燃易爆氣體， 如果沒有合理地選擇工藝或規(guī)范操作運行管理流程，極易導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸等設(shè)備安全事故的發(fā)生。因此無論是環(huán)保設(shè)計公司還是VOCs產(chǎn)生企業(yè)，都必須對廢氣凈化設(shè)施裝置的安全風(fēng)險問題給予高度的重視， 必須 按照合理地選擇工藝、規(guī)范地操作，這樣才能防患于未然！