化工废气处理设备爆炸原因分析及预防措施

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化工废气处理设备爆炸原因分析及预防措施
通过对一起有机废气管道系统爆炸事故原因的分析,提出了防止废气处理系统爆炸的安全对策,并得出相关结论:再生式热焚烧炉等废气处理设备一般不产生爆炸事故;废气处理系统爆炸的根本原因是有机废气的浓度高于爆炸下限,并且有点火源。企业应重视废气处理系统中有机废气浓度的检测和预处理,考虑事故条件下的应急排放和处理,确保有机废气浓度低于安全浓度,消除爆炸的根本原因。
1.前言
化工企业中的废气成分比较复杂,一般是多组分混合气体。它通常易燃、易爆、有毒并伴有气味,容易污染周围环境,严重时会引发社会群体性事件。各级环保部门提出很多年前。零排放。该概念要求企业收集和管理化学物质废气。
常见的有机废气处理方法包括冷凝回收、吸收、吸附(直接吸附、吸附回收、新型吸附催化燃烧)、直接燃烧、催化燃烧等。
目前,化工企业常用的有机废气处理设备是蓄热式热氧化炉。与传统的催化燃烧和直接燃烧热氧化炉相比,它具有较高的热效率(& ge95%),运行成本低,可处理大风量和低浓度等。原理是将有机物废气加热到760℃以上,将废气中的挥发性有机化合物氧化分解成二氧化碳和水。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温至蓄热。这是。蓄热。它用于预热后续的有机废气,从而节省废气加热的燃料消耗。陶瓷蓄热体分为两个以上(含两个)的区域或室,每个蓄热体依次经过蓄热、放热、清洗等工序,连续重复工作。再生器。热量释放。之后,应立即引入一部分处理合格的清洁废气来清洁再生器(以确保挥发性有机化合物去除率在95%以上),并且只有在清洁完成后才能进入蓄热。程序。RTO技术适用于大风量、低浓度的废气处理。在中国,这是一种成熟而实用的有机^ 废气处理方法。
在过去的五六年里,各级环保部门一直在推广RTO技术。然而,由于废气处理系统的几次爆炸事故以及未能出具正式的事故调查报告,事故原因不明。许多企业关心废气处理系统,不敢使用实时操作系统技术。
结合一起有机废气管道系统爆炸事故,分析了废气处理系统爆炸的原因,提出了废气处理系统防爆设计或化工企业安全隐患排查治理的安全对策。
2.一起有机废气管道系统爆炸事故分析
2011年7月中旬,某精细化工企业发生有机废气管道爆炸。当企业寻找事故原因时,它的意见是分散的。为了进一步了解事故原因,2011年8月2日,企业安全环保部经理带领工艺、设备、车间主任、车间安全员等相关人员。到宁波邱欢安全技术有限公司进行事故原因的分析和探讨。宁波邱欢安全技术有限公司对企业进行了多次安全评价,对企业的技术、设备、原辅材料等有了更好的了解。通过讨论,我们都深入了解了废气处理系统爆炸的原因。
2.1事故简介
2011年7月中旬上午10点50分左右,6号车间副主任兼班组长突然听到6号车间和7号车间之间向西的主路桥(废气管道)下有沉闷的声音,接着又是一声。此时,发现废气管道中有少量烟雾,噪声大致在7号和8号车间之间的废气管道上。两声之后,又是一声。发现8车间甲苯回收装置上的废气管一端有一块挡板(泄爆板),该挡板突然打开并喷出火焰。事故发生后,企业相关部门的人员立即赶赴现场检查和处理事故。爆炸导致与车间对接的废气管上的塑料管焊接处断裂。到达现场约2分钟后,发现第5车间西南角的废气管道正在燃烧。经过近20分钟的努力,明火被扑灭,没有造成任何伤害,但几条管道被损坏。事故发生时,“三废”作业人员正在甲苯回收装置的废气管道挡板下涂设备螺丝和黄油。事故过程的描述与车间6的助理主任和组长的描述基本相同。
2.2事故发生时企业的生产状况
第八车间产品反应器中使用的原料包括甲苯、硫酸、三氯化铝等。三氯化铝加料方式采用开放式人工加料,反应在常压下进行。在反应过程中,反应釜不密封,而是采用物料袋堵住进料口。车间8中的废气最初被甲苯回收装置吸收,然后排入废气主管道。事故当天,甲苯回收装置停止维修,废气不经过甲苯吸附回收系统直接排入废气主管道。
车间使用的原料包括丙酮、三氯氧磷、甲苯、异丙醇等。
6、7车间生产检修时,车间废气管道和总废气管道已断开,并进行盲板密封。当时,废气管道附近没有动火作业。
2.3事故原因的分析和讨论
在事故分析中,我们必须首先找出是什么物质引起了爆炸。这种物质来自哪里?爆炸的因素存在吗?
根据爆炸四要素。(氧化剂、点火源、可燃物和浓度)找出事故原因。
1)氧化剂是空气
每个废气吸入口在吸入废气的同时吸入空气,在废气管道中有大量空气,并且氧气(氧化剂)总是存在。
2)点火源是静电
由于废气管由塑料制成,废气支管作为插入式三通与主管连接,废气管内的气体流量较大,直角三通处的尖角等容易产生静电(点火源)。
3)可燃物质为甲苯
通过排除法确认该可燃物是来自第8车间的产物反应釜的甲苯蒸汽。
4)可燃材料的浓度
当我们怀疑管道中甲苯废气的浓度是否超标时,2010年4月参加讨论的车间技术人员对反应器中甲苯废气的排放浓度进行了测试。注释中的试验数据记录表明,8车间反应器废气出口管道中甲苯含量约为5% ~ 6% (v/v)。甲苯的爆炸下限为1.2%(v/v),爆炸上限为7.0%(v/v)。8车间反应器废气出口管道中甲苯废气含量在爆炸极限范围内。
5)爆炸时间分析
正常情况下,8车间反应器中的废气首先被冷凝器冷凝,被活性炭吸附回收,然后排入废气主管。甲苯吸附回收装置的设备和管道采用金属材料,电气防爆。设备和管道接地防静电。由于没有火源,甲苯吸附回收装置的设备和管道没有发生爆炸事故。
通过甲苯吸附回收装置后的甲苯废气浓度很低,所以废气主管道没有发生爆炸事故。
事故当天,仅有8台废气甲苯吸附回收装置停止维修,废气不经过甲苯吸附回收系统直接排入废气主管道。这段管道是一条塑料管道,作为直角三通与主管道相连。8车间反应器废气出口管道中甲苯含量约为5% ~ 6% (v/v)。由于废气管道中甲苯气体的浓度在爆炸极限范围内;废气管道中气体的速度很快。废气管道材料为塑料,易产生静电,直角三通等处易产生静电。它有四个气体爆炸的元素,所以废气爆炸发生。
3防止废气处理系统爆炸的安全对策
直接燃烧法、催化燃烧法、蓄热式热氧化炉(RTO)设备本身,只有在点火时,如果违反操作规程,先供气然后点火才会产生爆炸。
冷凝回收法、吸收法、吸附法(直接吸附法、吸附-回收法、新吸附-催化燃烧法)、直接燃烧法、催化燃烧法等废气处理设施一般不产生爆炸。
废气处理系统爆炸的基本原因是废气中可燃气体的浓度处于爆炸极限,并且有一个点火源。
因此,防止废气处理设备爆炸的主要措施是控制吸入每个废气吸入点的每种有机气体的浓度小于爆炸下限。建议采用30%(v/v)的爆炸下限作为设防值(这里我们称之为安全浓度)。
如果某一点吸入的有机气体浓度过高,应采用冷却或冷冻的方法,并采用金属热交换设备(如板式冷凝器)和金属管道(接地防静电),以确保其中的有机气体被安全地冷却至液体回流或收集到容器中,从而将进入废气收集系统的废气浓度降低至安全浓度。
以蓄热式热氧化炉(RTO)为例,在仔细阅读其操作说明后,RTO设备制造商提到它仅适用于低浓度(小于30%LFL)和大风量。
化工企业不仅要注意正常情况下每个废气吸入点的废气吸入浓度;在异常情况下,应更加注意吸入每个废气吸入点的废气浓度。例如,应考虑高浓度有机气体,如反应器冲洗和安全排放,这些气体远高于爆炸下限。不得排入仅适用于低浓度有机气体的废气处理系统,以防止废气管道系统和处理设施发生爆炸事故。由于废气管道连接许多设备和车间,废气处理系统的爆炸事故在严重情况下会引起其他设备或车间的连锁反应。
对于可能造成物料冲刷和反应失控的反应器,企业应提前研究并采取安全排放措施。首先,应采取温度和压力检测报警或联锁等安全自动化措施,以防止发生物料冲刷和失控反应。其次,安全排放设施的设计应满足物料冲洗事故或反应失控时大量有机气体安全排放和处理的要求。例如,应设计事故缓冲罐,甚至高空排放设施。
为了防止有机废气处理系统的爆炸事故,我们建议企业从以下几个方面采取具体的安全对策:
1)需要对高浓度的废气进行预处理,以降低排入废气处理系统的可燃物浓度。例如,在反应釜的废气出料口设置冷却或冷冻回收装置或活性炭纤维吸附回收装置。爆炸下限以上的可燃蒸汽和可燃气体禁止排入废气管道系统。
2)废气系统设计前,应检测和分析每个废气吸入点的可燃浓度,控制每个废气吸入点的可燃物质浓度低于爆炸下限,并检测正常或异常工况下的可燃气体浓度。当在某个废气吸入点的各种工作条件下可吸入的可燃物质浓度超过安全浓度时,应更换工艺或设备,如补充新鲜空气或惰性处理。废气分支管道应提供在线可燃气体浓度检测报警和新鲜空气补充设施,其可产生接近爆炸下限的废气浓度。在线可燃气体浓度检测报警器应与新风补充设施联锁。
3)反应釜应尽可能关闭,以防止空气(氧气)进入反应釜和废气管道,以降低高浓度废气的氧含量,当然惰性化(如充氮)更好。
4)分析各车间产生的废气并分别用禁忌物质处理。
5)当有危险物质(如活性炭、叠氮化物等)时。)可能沉积在废气管道中,应考虑定期清洗废气管道。
6)废气管道的设计和安装应考虑一定的倾斜度,以利于清除积聚的液体,避免废气管道变形和过多的残留混合物因积聚的液体过多而导致二次爆炸。废气歧管中积聚的液体定期排出。
7)废气管道在所有危险点(如连接主管的支管)都应安装泄爆板,以减少大量爆炸性气体反冲洗反应釜和连锁反应。
8)废气支管与各车间主管的连接处采用柔性连接,以便在发生事故时紧急切断,或在各车间废气支管上加装阻火器,各车间也可安装喷水预处理塔(注:该喷水预处理塔同时也可起到防火作用;这种喷雾水应定期进行测试,并在超过规定浓度时及时更换。预处理后的水应排放至废气主管,以防止故障情况下火势蔓延。如果经济强度允许,废气管道应优先选用不锈钢,以便更好地消除废气管道的静电。
当企业不能接受所有废气不锈钢管道时,建议废气管道上的三通和四通(包括管径和流向长度的20倍范围)尽可能采用不锈钢,并做好防静电接地。
当支管与主管道及其他三通入口连接时,应倾斜一定角度,使气流顺畅,减少气流阻力,从而减少静电和消耗。
结论
1)RTO蓄热式焚烧炉是明火设备,与催化氧化等废气处理设备一样,一般不会产生爆炸事故。
2)废气处理系统产生爆炸(废气管道爆炸、RTO蓄热式焚烧炉或催化氧化装置爆炸),根本原因是有机废气浓度高于爆炸下限,并有静电、高热或明火等火源。
3)企业在关注RTO蓄热式热焚烧炉(有机废气浓度检测和联锁)等废气处理设备的安全和自动化功能的同时,还应更加重视各废气吸入点有机废气浓度的检测和预处理,并考虑事故情况下的紧急排放和处理,以确保整个废气处理系统中所有废气吸入点的有机废气浓度都低于安全浓度,从源头上消除废气处理系统的爆炸。
环保部门在推广RTO等废气处理技术时,应要求企业对废气收集系统进行安全分析,确保废气收集管道系统不会产生爆炸事故,从而做好工作。

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