爆炸背后 折射出行業亂象， VOCs治理急需安全高效的廢氣處理設備
近日，連續發生多起因環保設備問題造成的安全事故，引起廣泛的關注。有鑒于此，天津市委安全辦公室要求：對采用“低溫等離子”等可能產生點火能的工藝或設備設施處理易燃易爆會發有機物的環保設施，要立即停用，并全面進行安全風險評價。
隨著有機廢氣（VOCs）排放要求的提高，節能環保設備如何安全、高效、穩定地運行日益引起國內外廣泛關注。
記者在上海金山石化園區了解到，**世界五百強企業對儲罐區和車間真空泵產生主要含苯乙烯、苯系物等等揮發性有機廢氣采用了一套安全型的蓄熱式熱力氧化器GRTO工藝，效果較好，安全穩定。
經了解，該廠的廢氣主要成分有：苯乙烯、苯酚、環己烷、丙烯腈、丁二烯等，其排放特點為：儲罐廢氣濃度變化較大，波動頻繁。車間屬于間歇式生產，有粉塵。在環保法規日益嚴苛的氛圍下，采用蓄熱焚燒（RTO）技術處理是其趨勢，但由于該類型廢氣濃度波動較大，最高的時候VOCs濃度高達數千，低的時候只有幾百。如果使用常規RTO技術處理有發生爆炸、運行不穩定的潛在風險。
GRTO蓄熱式氧化焚燒爐（GuaranteeRegenerativeThermalOxidizer，簡稱GRTO）是一種用于處理高濃度揮發性有機廢氣的節能高效安全環保裝置。原理是將廢氣加熱到760~830℃，廢氣中的有機物在高溫下發生氧化反應，使廢氣中的碳氫化合物變成CO2和H2O，直接排放到大氣。該套裝置高效穩定：
1）VOC的凈化效率99.5%；
2）低溫燃燒不產生的氮氧化物；
3）具有很高熱效率（達到95%以上）；同時可以實現余熱回收；
4）投資和運行成本性價比高；可產生經濟效益。
GRTO系統運作流程
焚燒爐是由三個加固保溫之室所構成，室內部分區域填滿耐高溫陶瓷蓄熱材，焚燒爐利用天然氣加熱維持燃燒爐內之燃燒室設定溫度。位于GRTO旁邊的切換閥和風管通道，不僅可以控制廢氣的進出方向，而且使廢氣在GRTO爐內作一個順時針和逆時針流動的作用。此方向切換的模式由PLC控制完成，PLC的這種定期切換的控制大大提高了系統熱回收效率。一般一個切換動作的循環時間約為2到4分鐘。
廢氣通過熱回收室進入氧化室，在這個過程中，高溫蓄熱陶瓷會先預熱入口廢氣然后導入氧化爐腔。當廢氣經過蓄熱床時，溫度會急劇上升。在燃燒室氧化反應后，高溫干凈的氣體會通過并加熱另一側的蓄熱床。為了提高蓄熱床的熱回收效率，系統通過PLC定時控制雙切風門作動來切換廢氣的流動方向。這樣周期性的切換使溫度更加均勻的分布到整個氧化爐體。
工藝風量在足夠濃度的揮發性有機氣體(3-4%LEL最低爆炸極限)下，碳氫化合物所形成的熱能將會自行維持燃燒的過程，而不需要額外的熱能。
系統安全控制
1、系統安裝停電保護、過載保護、線路故障保護和誤操作等安全保護裝置，所有電氣設備均可靠接地，保證系統在特殊狀態下的安全性（在相對濕度80%，電器回路絕緣電阻不小于24兆歐，電氣連線外有金屬軟管保護）。
2、系統設有保護接地控制系統的接地分為兩部分：保護地（交流地）和屏蔽地（直流地）。控制系統接地的目的就是為了當進入控制系統的信號、供電電源或設備本身出現問題時，有效地接地系統可承受過載電流，并迅速將其導入大地，為系統提供屏蔽層，消除電子噪聲干擾，為整個控制系統提供公共信號參考點。有效地接地系統的保護有兩方面：人員保護和設備保護。當接地系統發生問題時，可造成人員的觸電傷害，設備著火損失。
3、GRTO采用燃燒器加熱，并通溫度控制，有效保障氧化室使用條件。
4、熱氧化室采用正壓設計，廢氣在爐膛內經過復雜的物理化學反應，使廢氣中的有機物質徹底分解銷毀。熱氧化室內襯陶瓷纖維模塊，最外層以鋼板保護層，爐體外壁溫升不超過35℃。
5、在熱氧化室上部設有防爆口，以防止爐膛內煙氣爆燃對爐體的損壞。熱氧化室設有熱電偶，及時反映熱氧化室內溫度，便于及時條件電加熱器。
6、當廢氣濃度不在設定范圍內，GRTO會出現高溫報警，旁通管路氣動閥打開，廢氣直接通過風機直接經煙囪排向大氣；當熱氧化系統出現故障時，進系統前的廢氣直接通過旁通管路，由引風機經煙囪排入大氣。
7、GRTO系統采用PLC自動控制，通過采集與傳輸溫度、壓力的參數變化信號來達到自控氧化與自控聯鎖的安全保護功能。對氧化處理設備中關鍵設備的運行狀態、關鍵點的溫度和壓力加以監測。為保證廢物處理系統的正常運行，通過采集與傳輸溫度、壓力的參數變化信號來達到自控氧化與自控聯鎖的安全保護功能。保證生產的穩定和高效，減輕勞動強度，改善操作環境，實現處理過程的現代化生產管理 。
GRTO安全運行的措施
1、阻火器：在GRTO入口安裝阻火器，防止GRTO氧化室由于粉塵顆粒物著火或者壓力波動導致管道發生回火，進一步保障前端的安全。一般情況下爐內的高溫廢氣不會回流到廢氣收集管內，如若GRTO爐的正壓波動較大，如廢氣收集管未安裝阻火裝置，則可能導致高溫廢氣回流至GRTO出口管道內，引起廢氣管道爆炸等安全事故。
2、防爆門：氧化室上部設有防爆門，以防止煙氣爆燃對爐體的損壞，起到瞬間泄壓作用；
3、高溫旁通煙道：RTO系統設旁通煙道，當系統處于非正常運行時，廢氣從旁通煙道直接進煙囪排向大氣；
4、高溫限制器：依NFPA86規定，高溫限制器于主控制盤上為獨立控制，并經FM認證，功能為高溫控制報警，并且此報警信號不需經過PLC而直接與燃燒器聯接，如超過設定溫度，立即關閉燃燒器，而且高溫限制器如果失去功能或者溫度傳感器失去監測功能，也會立即自動關閉燃燒器。
5、安全啟機預熱：高壓點火過程由火焰偵測儀來觀察和控制，首先點燃燃料串的母火，確認無誤后再導入天然氣點燃主火進行爐體預熱。天然氣燃料串根據NFPA（美國消防協會）規定設置兩個由FM（工廠互助保險協會）認證的快關閥門，并配有調壓閥來將管道天然氣壓力調整至RTO系統所需的壓力。
6、控溫：氧化室安裝有四只熱電偶，用于溫度顯示，溫度記錄，溫度控制，連鎖系統運行，報警以及控制主燃料比例閥開度.監控爐膛溫度須達VOCs分解溫度以及不能超過預警溫度（980℃），熱電偶使用雙支熱電偶，一側接入PLC控制設備，另一側接入高溫限制器進行高溫保護，并達到雙重保險的功能。否則內部的蓄熱陶瓷和陶瓷纖維組的使用壽命會受影響，當爐膛溫度超過一定值時，燃油管路的雙關斷閥會自動關閉（并帶有位置反饋），爐膛溫度再高就要打開新風風門去降溫，當爐膛溫度發生高高報警，GRTO自動切斷與生產線的聯機，工藝廢氣直接進入煙囪。
7、吹掃：在RTO啟動時，根據NFPA規定先對RTO進行吹掃，至少置換6倍RTO體積的新鮮空氣，吹掃的目的是將殘留在RTO管道和爐膛內的有機物清理干凈，避免點火時引爆。
據記者了解到，這套由上海安居樂環保科技股份有限公司生產的GRTO蓄熱式熱力氧化設備已經廣泛應用在石油化工、電子、醫藥、噴涂等領域，是一套安全、成熟、高效的VOCs治理設備。
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