干货 | 上海蓄热燃烧装置（RTO）安全问题预防措施

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01、VOCs去除概况
在石化工艺和其他有机溶剂工业中，如喷漆、印刷、制药、煤化工等领域中，普遍的污染物是 VOC。此类化合物带有刺激性气味且含毒性，且易燃易爆，对企业生产安全造成威胁。
我国的《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）规定了33种挥发性有机物的排放标准，将大部分的其他挥发性有机物按非甲烷类烃来处理，并规定了统一的排放标准（＜l20mg/m3）。
去除工业废气中VOC的方法也可以分为破坏性方法和非破坏性方法两类。破坏性方法如热氧化法，将VOC气体转化成CO2和H2O；非破坏性方法即回收法。
常用的回收法有活性炭吸附法、冷凝法和膜分离法等。而破坏法中利用RTO（蓄热式热氧化炉）去除VOC已经越来越成为主流工艺。
02、RTO工作原理

蓄热式热氧化器的工作原理是：有机废气经预热室吸热升温后，进入燃烧室高温焚烧（升温到800℃），使有机物氧化成二氧化碳和水，再经过另一个蓄热室蓄存热量后排放，蓄存的热量用于预热新进入的有机废气，经过周期性地改变气流方向从而保持炉膛温度的稳定。
RTO(蓄热式热氧化炉) 与传统的催化燃烧、直燃式热氧化炉相比，具有热效率高( 大于等于90%)、运行成本低、能处理大风量低浓度( 相对于废气排放而言)等优点。


                                          ▲ RTO蓄热燃烧装置原理图

RTO 技术常应用在石油化工、化学制药、喷漆房、油漆和涂料生产、化学品制造行业。

03、RTO装置安全问题预防措施
　　企业应根据自身实际工况，包括废气来源、组成、浓度变化、气量大小等，在设计时充分考虑可能产生的不利因素环节，根据实际需要增设相应附属设施和安全设施。着重注意以下几个方面。
 去除不宜进入 RTO 的有机废气组分
　　去除不宜进入 RTO 的有机废气组分。如采用冷凝方式回收部分高浓度有机废气组分;设置水喷淋装置吸收洗涤酸、碱类气体，保证进入 RTO有机气体达到进气指标要求。
 保证废气浓度、气量相对稳定
　　在有机废气进入 RTO 前，设置足够容积的缓冲罐，增加废气的停留时间，较好地混合气体浓度，并根据需要补充风量，避免高浓度、大气量废气直接进入 RTO。
 根据需要在缓冲罐、主要废气产生部位安装在线检测仪器
　　检测有机气体浓度(一般 RTO20000PPm 的上限，已经超过了许多可燃气体的爆炸下限)，及时掌握废气浓度情况，并在废气进炉前设置紧急排放口(不宜与尾气排放管线直接相连，应经活性碳吸附)，以便浓度超标时直接排放。
提高自动化控制程度
　　对关键操作参数实时监测和进行连锁控制，实时监测风机、阀门、燃烧器、酸碱度、废气浓度、炉膛和废气管道压力的参数变化，并按工艺安全要求设置相应连锁。如设置气体浓度与新风/放空阀，有效降低有机废气浓度或紧急情况下放空;炉室下层床温及排放温度与进气量/喷油量等实行联锁，调节燃烧室温度;热氧化室负压与引风机的连锁控制，使设备正常运行时热氧化室保持微负压状态，确保高温烟气不回流;排烟温度与进气阀门进行连锁控制，当排烟温度超过一定限值后，进气阀门主动关闭，自动打开旁通紧急排放阀，确保有机废气不会在烟气分布室中着火燃烧。
防止放生回火
　　缓冲罐至 RTO 管线等位置设置回火装置;紧急排放阀宜设置远程独立控制，防止在非正常情况下，气流堵塞，影响上游设置。
防止静电产生
　　废气管线宜采用金属材质，连接法兰进行跨接，系统进行可靠接地，防止静电积聚。如采用玻璃钢、PVC 塑料等材质，应带铜条以防静电(进炉前管线必须为金属管)，并在产生废气设备出口部位设置有机气体浓度检测设施并设置紧急排放口。
防止爆炸危害扩大
　　废气管道设置防爆膜、防止管道堵塞的泄压阀，缓冲罐上设置泄压阀，RTO炉膛设防爆系统等安全设施，采用防爆风机。
确保有机废气浓度不超标
　　严格控制进炉前废气浓度在其有机物的爆炸极限下限(LEL)的25%以下，否则应采用空气强制稀释。
设计适合自身的流程
　　设计适合自身的流程。如下图，缓冲罐与焚烧炉宜拉开足够距离，以保证有机废气浓度高时，有足够时间保证直接排放连锁动作。
编制符合实际的《安全操作规程》等
编制符合实际的《安全操作规程》，并对员工进行培训，熟悉开、停工及紧急状态的操作要求。
排气管截面积宜比进气管截面积大
排气管截面积宜比进气管截面积大。减少气体流动压力，确保出气顺畅，有效降低炉内压力
　　综上所述，在充分考虑自身企业具体情况，对危害因素采取必要的对策措施的基础上，精细化工、医药等企业使用 RTO 来处理生产过程产生的有机废气，是可以做到安全可靠的。但对所有类似中小企业不能一概而论，如废气产生量较少、废气浓度较高的项目，使用目前国产普通 RTO 处理，会有处理成本高、工况不稳定、风险大等一系列不利因素，企业不应盲目顺应潮流，可选择其他工艺路线，对环保、能耗、安全等因素进行综合考量。

蓄热式燃烧技术是一种在化学工业中处理 VOCs排放的有效方法，其应用范围很广。在化学工业中， VOCs废气浓度比价高，波动也相对的比较大，而蓄热式燃烧技术因其内部存在明火，若设计不合理，极易发生火灾。通过实例说明，该体系的安全性设计能有效地减少安全隐患，保证蓄热式燃烧设备的安全、稳定、高效运转，为化工企业应用蓄热式燃烧技术处理 VOCs排放具有一定的参考价值。

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