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  • 精细化工行业RTO系统废气收集管道安全设计优化方案

    发布时间:2020-02-09 12:14:00 点击:

    RTO焚烧炉RTO专业生产厂家无锡泽川环境2020年2月9日讯 RTO采用高热容量的蜂窝状陶瓷作为蓄热体,待处理有机废气与蓄热陶瓷体进行换热升温后,在氧化室中升温至760℃燃烧,使其中的VOCs成分氧化分解成二氧化碳和水,净化后的达标气体与蓄热陶瓷体进行换热降温后经烟囱排入大气。在国外,蓄热式热氧化炉的市场占有份额高达70%。


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    国内VOCs治理常用的技术有冷凝法、吸收法、吸附法、热力破坏法、膜分离法、低温等离子体、光催化氧化、生物处理法等。精细化工行业挥发性有机物(VOCs)具有种类繁多、组分复杂、波动性大等特点。目前常用的处理技术很难保证VOCs废气稳定达标排放。RTO具有净化效率高、可适用组分复杂波动性大的VOCs、热回收效率高、运行稳定性好等优点,是目前适用性最好、净化效率最高的VOCs治理装置,随着国家对VOCs废气排放要求越来越严格,RTO在精细化工行业中得到了广泛应用。


    然而,在实际运行中,部分企业和供应商仅考虑系统的净化效率和能耗,而忽视了系统的安全性设计,导致RTO系统运行过程中时有安全事故发生。根据《大气污染治理工程技术导则》、《蓄热燃烧法工业有机废气治理工程技术规范(征求意见稿)》等规范,RTO系统主要包括污染气体收集和输送系统、气态污染物热力燃烧系统、控制与安全要求等。针对RTO系统安全设计,本文依据规范要求并结合工程经验,从废气输送管道设计、RTO系统主体设计(含控制与安全要求)、RTO系统调试三个方面提出了以下几点分析和建议,供大家借鉴。


    1、废气输送管道设计


    1.1生产车间输送系统设计


    精细化工行业的产品通常是间歇式生产,废气排放气量波动性较大,生产车间输送风机如采用定频控制,车间支管段内压力也会随废气排放气量波动而变化,存在支管段内废气压力不稳而泄漏的风险。因此,车间输送风机前端建议增加压力检测点,并根据现场实际情况设置压力参数,与车间输送风机联锁变频控制,维持车间支管段内压力稳定。


    1.2废气输送管道坡度和排凝设置


    精细化工行业废气成分复杂,波动性大,车间预净化一般会设置有冷凝和喷淋系统,起到“消谷平峰”的作用,然而,经过冷凝和喷淋后的废气含有大量饱和水蒸气,如设计不合理,废气输送管道的拐点和低点会有积液凝聚,夏季积液挥发可能引发VOCs浓度超爆炸下限的风险,冬季积液冻结则可能造成管道损坏引发废气泄露的风险。因此,废气输送管道应依据《石油化工金属管道布置设计规范》要求,设计管道坡度,并在管道拐角和低点设置排凝点,定期排凝,避免管道内积液现象的产生。


    1.3废气输送管道防静电设置


    废气输送管道一般距离较长、管线复杂,气体流速较快,管道内会有静电产生,如静电大量积聚,会引发爆炸等安全事故。因此,废气输送管道建议采用金属管道,并依据《石油化工静电接地设计规范》要求,做好管道法兰跨接和静电接地。


    1.4废气输送管道压力控制设计


    依据《大气污染治理工程技术导则》要求,废气输送管道整体宜呈微负压状态,可有效避免各管道内废气泄露、相互串气的风险。因此,废气输送管道需要做风压平衡计算,确保管道呈微负压状态。以浙江嘉兴某医药企业为例,计算步骤如下:


    1)确定计算范围:各单元风机出口到RTO前风机入口。

    2)参照《简明通风设计手册》,在6~14m/s流速范围内根据废气流量计算废气输送管道管径。

    3)运用风压平衡计算软件:PipeFlowExpert。

    4)选取介质为废气(空气),基本参数如表1所示。

    5)管道材质选择,该企业管道材质选取PP,绝对粗糙度系数为0.005mm。

    6)管道走向绘制、管段长度和管径输入。

    7)各单元废气流量输入、RTO前风机压力拟输入。

    8)得出该企业全厂风压平衡计算数据,如图1所示。

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    由图1可知,该企业各节点位置负压最小值为-350Pa,处于微负压状态,满足设计要求。此外,建议在废气输送管道与车间各支管节点位置设置压力检测点,远传操作界面,实时监控,确保废气输送管道与车间支管节点位置负压,避免各节点位置泄漏、串气。


    1.5废气输送管道阻火器和压力泄放设置


    通过对江苏多家医药化工企业RTO焚烧炉的安全事故调查分析,发现废气输送管道是目前发生爆炸事故的重灾区,因此,各生产车间出口管道上建议设置阻火器,避免爆炸事故扩散到各生产车间,并在废气输送管道的关键位置设置泄爆口,保证整个系统能够及时、有效的泄爆。依据《石油化工企业设计防火规范》要求,RTO属于明火设备,如RTO系统回火,会引发废气输送管道起火或爆炸等安全事故,因此,废气输送管道与RTO系统主体对接位置需设置阻火器,防止并阻断RTO系统回火。