VOCs废气处理工艺及RTO危害要素分析、安全对策

1. RTO工作原理介绍

      目前，在国内应用广泛、工艺技术较为成熟的蓄热式热氧化炉(RTO)主要为三室RTO（RTO工艺流程图见图1），即RTO分为三个蓄热室，其中蓄热室填充床为耐热、耐腐蚀的陶瓷材料填充，确保RTO热回收率在95%以上，以便更好的净化去除VOCs。

蓄热室A：有机废气经引风机进入蓄热室A的陶瓷蓄热体（陶瓷蓄热体“贮存”了上一循环的热量，处于高温状态），此时，陶瓷蓄热体释放热量，温度降低，而有机废气吸收热量，温度升高，废气经过蓄热室A换热后以较高的温度进入氧化室。

蓄热室B：氧化后的高温气体进入蓄热室B（此时陶瓷处于温度较低状态），高温气体释放大量热量给蓄热陶瓷B，气体降温，而陶瓷蓄热室B吸收大量热量后升温贮存（用于下一个循环预热有机废气），经风机作用气体由烟囱排入大气，排气温度比进气温度高约40°C左右。

蓄热室C：陶瓷蓄热室C处于清扫状态，上一循环结束阀门切换时，阀门与陶瓷蓄热体A的底部之间存有少量废气，采用氧化室少量高温气体将其反吹到主风机进口端和有机废气一起进入陶瓷蓄热室A。

  第二次循环：废气由蓄热室B进入，则由蓄热室C排出，蓄热室A进行反吹清扫；

  第三次循环：废气由蓄热室C进入，则由蓄热室A排出，蓄热室B进行反吹清扫；

  周而复始，循环操作。

图1 工艺流程图

2.RTO及相关设施危害因素分析

（1）企业在原设计中并未考虑使用RTO：在增设废气处理设备时，仅考虑RTO装置本身对处理废气的适用性，而成套设备生产厂家仅提供RTO本体装置部分，对前、后附属处理设施未进行考虑，企业又未对设备配套进行正规设计和HAZOP分析，致使情况较为复杂的系统运行稳定性不够，甚至发生事故。

（2）仪表报警、连锁设施不足：RTO设施生产厂家，设计工况较理想化，只考虑本体设施工艺操作上的连锁，附属设施及安全设施方面未予充分考虑。比如未在上游废气出口设置浓度报警仪，无法及早知道废气浓度超标并及时采取措施避免炉堂温度超高、尾气温度同时超高等连锁反应。

（3）系统未设置相应的安全设施：系统未设置相应的安全设施，如原料废气线防静电设施、原料废气进RTO前设置阻火器等，容易导致静电积聚导致爆炸及回火等情况发生。

（4）工艺流程设置不合理：企业排放的往往不是单一的有机废气，除有机废气，经常带有酸、碱性气体，或者燃烧后有酸性气体产生。未设置吸收处理装置，会导致气量偏大，腐蚀设备管线，缩短设备、管线使用寿命、废气指标不合格。

3.安全对策措施

      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。

（1）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；处理前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。

（2）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（GB20101），否则应采用空气强制稀释。

（3）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。

（4）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，有效降低有机废气浓度或紧急情况下放空。

（5）防止爆炸危害

      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炉膛设防爆口等安全设施，采用防爆风机。

（6）防止发生回火

      缓冲罐至RTO管线等位置设置回火装置（阻火器等）；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。

（7）编制符合实际的《安全操作规程》等

      编制符合工艺实际的《安全操作规程》，并对员工进行系统培训，熟悉开、停工及紧急状态的操作要求。