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2024年6月3-5日

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rto焚烧炉等重点环保设施的运行安全纳入监管范围!附rto装置安全风险分析及管控措施

日前国务院安委办印发《关于化工产业转移重点县第二轮专家指导服务情况的通报》。2022 年 10 月下旬至 12 月底,应急管理部组织对 48 个化工产业转移重点县(园区)专项整治情况进行了现场核查和量化评估。

 

通报中指出多家企业因rto、储罐尾气处理系统(光氧催化)等废气治理设施或区域,未按照设计要求设置可燃气体报警(有毒气体探测器)或配套防爆设备设施(电气设施、开关等)被实名列入《有关重大隐患清单》。以下示例为部分隐患清单。

 

rto焚烧炉等重点环保设施的运行安全纳入监管范围!附rto装置安全风险分析及管控措施-

 

近年来,随着国家环保治理力度的加大,越来越多的危险化学品生产、储存、使用企业为了减少污染物无组织排放,配套建设了挥发性有机物(vocs)收集蓄热式燃烧治理设施(rto装置)。环保设施安全问题已经成为了大部分工业企业面对的一个重要风险,特别是废气vocs装置系统的防爆安全,如rto等焚烧装置。

 

2022年底,国务院安委会办公室、生态环境部、应急管理部共同印发的《关于进一步加强环保设备设施安全生产工作的通知》明确“要紧盯具有脱硫脱硝、挥发性有机物回收、粉尘治理、蓄热式焚烧炉、污水处理5类重点环保设备设施的企业…将环保设备设施安全作为行业领域安全工作的重要内容。

 

近日,杭州市应急管理局和杭州市生态环境局印发了《杭州市工业企业重点环保设施运行安全专项整治实施方案》,其中指出:

 

全面排查脱硫脱硝、挥发性有机物回收、污水处理、粉尘治理、rto焚烧炉5类重点环保设施重大安全风险,强化电镀、纺织印染等行业尾气收集、废水储存和铝镁等金属加工危废储存等安全风险管控,有效治理事故隐患。

 

重点整治易引发群死群伤事故的废水、废气、固体废物等重点环保设施安全隐患,突出电镀、纺织印染等企业防范重点环保设施引发中毒窒息、燃烧爆炸、坍塌等生产安全事故。各级应急管理部门要将环保设施的运行安全纳入监管范围,落实重点环保设施安全问题隐患销号,现场安全培训和典型示范推动。

 

rto装置安全风险分析及管控措施

 

本文简要介绍了rto装置的工作原理,辨识分析了rto装置生产运行过程中存在的安全风险,并提出控制措施,以促进企业对rto装置的安全管理。

 

一、rto装置的工作原理

 

rto装置是一种高效的有机废气处理设备,其工作原理是把有机废气加热到760℃以上,使废气中的vocs氧化分解为二氧化碳和水。氧化过程产生的热量存储在特制的陶瓷蓄热体,使蓄热体升温“蓄热”。陶瓷蓄热体内储存的热量用于预热后续进入的有机废气,该过程为陶瓷蓄热体的“放热”过程,从而节省废气升温过程的燃料消耗。

 

二、rto 装置运行中的危害因素

 

rto装置处理的废气中可能含有苯、醇、酮、醛、酚、醚、烷等有机废气和nox、so2、hcl、cl2等无机污染物,介质成分复杂,大多为易燃易爆、有毒物质,存在火灾、爆炸、中毒等危害因素。

 

rto装置安全事故案例

 

部分企业在rto装置运行过程中,存在安全风险辨识不全面、安全控制措施落实不到位、应急处置程序不得当等情况,导致rto装置发生了生产安全事故,不仅给企业造成了较大的经济损失,还带来了较大的社会负面影响。

 

01. 江苏某化工企业rto 装置爆炸事故
江苏某化工企业rto 装置于2015年3月8日和3月27日发生两次爆炸。事故虽没有造成人员伤亡,但废气引风机损坏,现场仪表烧毁,rto装置损毁严重。此次事故发生的直接原因是:气体冷凝温度较高,冷凝后气相中的有机化合物含量增高,废气收集管道上稀释的配风空气不足,导致进入rto废气的浓度达到爆炸极限。

 

02. 山东某企业rto装置爆炸事故
2019 年5 月,山东某企业rto装置在运行过程中因废气浓度突然升高引发了爆炸,事故没有造成人员伤亡,rto炉体本身未损坏,但引风机及进炉管道全部爆裂损坏。事故发生的直接原因是:废气浓度突然升高。

 

03. 安徽某制药厂rto装置爆炸事故
2019 年6 月16 日,安徽某制药厂rto 装置因废气中甲醇浓度突然升高导致爆炸,爆炸声前后2 次,间隔时间较短,一处位于rto 炉及相邻风机,另一处位于系统前端废气收集管道。事故导致rto 右侧蓄热室钢结构、保温棉、蓄热陶瓷和rto 近端的引风机、风管严重损坏。分析认为,该装置未安装实时废气浓度检测仪,不能及时检测并切断高浓度废气,造成高浓度废气在炉内蓄热材料中升温过程发生爆炸; 另外该装置未安装阻火器,不能阻断爆燃的废气回火至废气收集部分;废气输送管道及风机均未采用可导电材质,废气与高速旋转的风机叶轮摩擦产生静电且静电无法导出,引发了系统前端废气的爆炸。

 

三、rto装置安全设计控制措施

 

rto装置在废气收集、输送、处理等环节均存在较大的安全风险,为了实现rt0装置本质安全,在设计过程中要充分考虑处理废气的理化性质、危险特性,同时还要考虑收集、输送、处置过程等各环节,以及rto装置燃烧器、风机、管道及安全阀、爆破片等安全设施选型和材质等方面产生的安全风险。

 

1. rto装置安全设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。
2. rto装置现场电气仪表设备应严格按照防爆等级设计,在爆炸危险区域选用防爆电气,预防电气火花引发火灾事故的风险。
3. rto装置应设置plc或dcs控制系统(视情况可设置安全仪表系统),对风机、阀门、燃烧器、炉膛和废气管道等设备设施的关键参数进行实时监控和联锁。
4. rto装置关键设备的安全仪表系统应不低于sil2标准设计。对rto的点火装置与收集风机、混合气体紧急排空装置进行科学联锁保护,一旦出现点火故障、混合气体燃烧浓度不够等情况,应当联锁切断风机、止回阀门,同时排空系统内的爆炸性混合气体。
5. rto装置应设置ups备用电源和仪表用气的压缩空气储气罐。
6. rto装置应设置断电断气后进气阀、排气阀紧急关闭,防止烟囱效应引起蓄热层下部温度上升。
7. rto装置应在废气收集管道上安装在线废气浓度检测仪,废气浓度检测仪距离废气切断阀距离不低于50 m,确保出现高浓度废气后废气切断阀有足够的关闭时间。
8. rto装置要设计废(尾)气管道的防回燃(火)设施,特别是对于车间之间、区域之间、管道与rto连接处等区域部位,应当对设置防止回燃(火)的单向止回、防火阀等安全装置。
9. 在rto装置废气收集管道等节点上安装泄爆膜片。
10. 在rto装置前端和废气收集端设置阻火器,废气管道每隔一定距离必须设置爆破片,爆破片压力低于废气管道承受的压力,以便爆炸发生后及时泄压,减少损失。
11. rto装置进风、排风管道及风机应采用可导电材质,采取法兰跨接、系统接地等措施,防止静电产生和积聚。
12. 对于浓度较高且含有低燃点物质的应急排空管道,严禁与高温排空管道共用烟囱排放。
13. 燃料供给系统应设置高低压保护和泄漏报警装置,蓄热燃烧装置应设置安全可靠的火焰控制系统、温度监测系统、压力控制系统等。
14. 在密闭厂房内,应采用集气罩、气相软管等设施,回收无组织排放的气体,同时保持良好的通风,减少挥发物局部积聚现象。做好避免可燃有毒气体积聚的风险分析,制定管控措施并严格落实,避免发生爆炸。

 

四、rto装置投用前的安全风险控制措施

 

rto装置使用前的各项安全准备工作考虑是否全面,落实是否到位,对装置安全开车起着至关重要的作用。

 

1. rto装置使用前要进行安全风险评估论证。对尾气的组分、含量、爆炸极限、闪点、燃点、混合是否发生反应等进行检测和验证,并作出安全风险评估论证报告(不具备条件的,可以委托第三方),合理制定操作指标及应急处置措施,对于废气成分复杂的,可通过开展危险与可操作性分析(hazop),制定并落实相应的安全措施。
2. 企业要制定安全开停车方案。rto装置投用前要制定有效的安全措施,确保吹扫、清洗、气密试验等环节合格。引进废气等物料时,要随时监测物料流量、温度、压力、液位等参数变化情况,确认流程是否正确。要严格控制进退料顺序和速率,现场安排专人不间断巡检,监控有无泄漏等异常现象。
3. 企业要制定rto装置安全操作规程。安全操作规程的内容应至少包括:开车、正常操作、临时操作、应急操作、正常停车和紧急停车的操作步骤与安全要求;工艺参数的正常控制范围,偏离正常工况的后果,防止和纠正偏离正常工况的方法及步骤;操作过程的人身安全保障、职业健康注意事项等。同时,要确保工艺卡片、安全操作规程、dcs控制系统操作指标的一致性。
4. rto装置投用前的安全操作培训。rto装置试生产前,企业要完成全体管理人员和操作人员岗位技能培训,确保全体管理人员和操作人员考核合格后参加全过程的生产准备。
5. rto装置试生产安全管理。试生产前,严格按照“试生产安全管理”要求进行管理。

 

五、 rto装置运行过程中的安全风险控制措施

 

rto装置在运行过程中,必须落实好相关安全措施,方能保证装置安全运行。
1. 严格控制rto装置燃烧炉入口处理废气浓度和流速,保证相对平稳、安全运行,可通过设置缓冲罐、调整风量等预处理设施。
2. rto装置使用过程中涉及到的承包商管理,严格按照“承包商管理”要求进行管理。
3. rto装置使用过程中涉及动火作业、受限空间作业等特殊作业,严格按照《危险化学品企业特殊作业安全规范》要求进行作业。
4. rto装置使用过程中,不间断做好员工操作、应急等方面安全培训,提高员工安全操作技能。
5. rto装置是一项人机高度结合的设备,虽然其自动化程度较高,但必须安排专人进行维护与管理。如:rto焚烧炉在发生爆炸前,有机物浓度常会在短时间内迅速升高,此时系统若有人值守,则可提前发出预警并采取必要的措施,避免事故的发生。
6. 生产过程中,变更物料,产生新的废气的,必须按照变更管理要求开展风险分析。

 

六、 rto装置应急管理措施

 

企业要建立完善rto装置应急响应系统,明确rto装置每位岗位人员的应急救援职责,配备齐全的应急救援器材,确保rto装置发生紧急情况时,应急响应系统有效运行。

 

1. 编制rto装置专项预案、现场应急处置方案。要定期开展各类应急预案的培训和演练,评估预案演练效果并及时完善预案。
2. 提高应急响应能力。企业要建立rto装置应急响应系统,明确rto装置各级人员应急救援的职责,发生紧急情况后,应急处置人员要在规定时间内到达各自岗位,按照应急预案的要求进行处置。
3. 针对rto装置生产运行过程中存在的危害因素,企业应至少配备防化服、隔热服、防毒面具、正压式空气呼吸器、防爆应急照明灯、手持式可燃有毒气体检测仪等应急救援器材。

 

来源:环保365

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