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RTO裝置安全風險分析及管控措施

發布時間:

2023-10-25 09:21

近年來,隨著國家環保法律法規的日趨嚴格,越來越多的危險化學品生產、儲存、使用企業為了減少污染物無組織排放,配套建設了揮發性有機物(VOCs)收集蓄熱式燃燒治理設施(以下簡稱RTO裝置)。本文簡要介紹了RTO裝置的工作原理、技術發展歷程,辨識分析了RTO裝置生產運行過程中存在的安全風險,并提出控制措施,以促進企業對RTO裝置的安全管理。

RTO裝置的工作原理

RTO裝置是一種高效的有機廢氣處理設備,其工作原理是把有機廢氣加熱到760℃以上,使廢氣中的VOCs氧化分解為二氧化碳和水。氧化過程產生的熱量存儲在特制的陶瓷蓄熱體,使蓄熱體升溫“蓄熱”。陶瓷蓄熱體內儲存的熱量用于預熱后續進入的有機廢氣,該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程,從而節省廢氣升溫過程的燃料消耗。

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RTO 裝置運行中的危害因素

RTO裝置處理的廢氣中可能含有苯、醇、酮、醛、酚、醚、烷等有機廢氣和NOX、SO2、HCL、CL2等無機污染物,介質成分復雜,大多為易燃易爆、有毒物質,存在火災、爆炸、中毒等危害因素。

 

RTO 裝置安全風險控制措施

 

0RTO裝置安全設計控制措施

RTO裝置在廢氣收集、輸送、處理等環節均存在較大的安全風險,為了實現RT0裝置本質安全,在設計過程中要充分考慮處理廢氣的理化性質、危險特性,同時還要考慮收集、輸送、處置過程等各環節,以及RTO裝置燃燒器、風機、管道及安全閥、爆破片等安全設施選型和材質等方面產生的安全風險。

1.RTO裝置安全設施應與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用。

2.RTO裝置現場電氣儀表設備應嚴格按照防爆等級設計,在爆炸危險區域選用防爆電氣,預防電氣火花引發火災事故的風險。

3.RTO裝置應設置PLC或DCS控制系統(視情況可設置安全儀表系統),對風機、閥門、燃燒器、爐膛和廢氣管道等設備設施的關鍵參數進行實時監控和聯鎖。  

4. RTO裝置關鍵設備的安全儀表系統應不低于SIL2標準設計。對RTO的點火裝置與收集風機、混合氣體緊急排空裝置進行科學聯鎖保護,一旦出現點火故障、混合氣體燃燒濃度不夠等情況,應當聯鎖切斷風機、止回閥門,同時排空系統內的爆炸性混合氣體。

5.RTO裝置應設置UPS備用電源和儀表用氣的壓縮空氣儲氣罐。

6.RTO裝置應設置斷電斷氣后進氣閥、排氣閥緊急關閉,防止煙囪效應引起蓄熱層下部溫度上升。

7. RTO裝置應在廢氣收集管道上安裝在線廢氣濃度檢測儀,廢氣濃度檢測儀距離廢氣切斷閥距離不低于50 m,確保出現高濃度廢氣后廢氣切斷閥有足夠的關閉時間。

8. RTO裝置要設計廢(尾)氣管道的防回燃(火)設施,特別是對于車間之間、區域之間、管道與RTO連接處等區域部位,應當對設置防止回燃(火)的單向止回、防火閥等安全裝置。

9.在RTO裝置廢氣收集管道等節點上安裝泄爆膜片。

10.在RTO 裝置前端和廢氣收集端設置阻火器,廢氣管道每隔一定距離必須設置爆破片,爆破片壓力低于廢氣管道承受的壓力,以便爆炸發生后及時泄壓,減少損失。

11. RTO裝置進風、排風管道及風機應采用可導電材質,采取法蘭跨接、系統接地等措施,防止靜電產生和積聚。

12.對于濃度較高且含有低燃點物質的應急排空管道,嚴禁與高溫排空管道共用煙囪排放。

13.燃料供給系統應設置高低壓保護和泄漏報警裝置,蓄熱燃燒裝置應設置安全可靠的火焰控制系統、溫度監測系統、壓力控制系統等。

14.在密閉廠房內,應采用集氣罩、氣相軟管等設施,回收無組織排放的氣體,同時保持良好的通風,減少揮發物局部積聚現象。做好避免可燃有毒氣體積聚的風險分析,制定管控措施并嚴格落實,避免發生爆炸。

02  RTO裝置投用前的安全風險控制措施

RTO裝置使用前的各項安全準備工作考慮是否全面,落實是否到位,對裝置安全開車起著至關重要的作用。

1.RTO裝置使用前要進行安全風險評估論證。對尾氣的組分、含量、爆炸極限、閃點、燃點、混合是否發生反應等進行檢測和驗證,并作出安全風險評估論證報告(不具備條件的,可以委托第三方),合理制定操作指標及應急處置措施,對于廢氣成分復雜的,可通過開展危險與可操作性分析(HAZOP),制定并落實相應的安全措施。

2.企業要制定安全開停車方案。RTO裝置投用前要制定有效的安全措施,確保吹掃、清洗、氣密試驗等環節合格。引進廢氣等物料時,要隨時監測物料流量、溫度、壓力、液位等參數變化情況,確認流程是否正確。要嚴格控制進退料順序和速率,現場安排專人不間斷巡檢,監控有無泄漏等異常現象。

3.企業要制定RTO裝置安全操作規程。安全操作規程的內容應至少包括:開車、正常操作、臨時操作、應急操作、正常停車和緊急停車的操作步驟與安全要求;工藝參數的正常控制范圍,偏離正常工況的后果,防止和糾正偏離正常工況的方法及步驟;操作過程的人身安全保障、職業健康注意事項等。同時,要確保工藝卡片、安全操作規程、DCS控制系統操作指標的一致性。

4.RTO裝置投用前的安全操作培訓。RTO裝置試生產前,企業要完成全體管理人員和操作人員崗位技能培訓,確保全體管理人員和操作人員考核合格后參加全過程的生產準備。

5.RTO裝置試生產安全管理。試生產前,嚴格按照《國家安全監管總局關于加強化工過程安全管理的指導意見》(安監總管三〔2013〕88號)第六條“試生產安全管理”要求進行管理。

03  RTO裝置運行過程中的安全風險控制措施

RTO裝置在運行過程中,必須落實好相關安全措施,方能保證裝置安全運行。

1.嚴格控制RTO裝置燃燒爐入口處理廢氣濃度和流速,保證相對平穩、安全運行,可通過設置緩沖罐、調整風量等預處理設施。

2.RTO 裝置使用過程中涉及到的承包商管理,嚴格按照《國家安全監管總局關于加強化工過程安全管理的指導意見》(安監總管三〔2013〕88號)第九條“承包商管理”要求進行管理。

3.RTO 裝置使用過程中涉及動火作業、受限空間作業等特殊作業,嚴格按照《危險化學品企業特殊作業安全規范》(GB 30871-2014)要求進行作業。

4.RTO 裝置使用過程中,不間斷做好員工操作、應急等方面安全培訓,提高員工安全操作技能。

5.RTO裝置是一項人機高度結合的設備,雖然其自動化程度較高,但必須安排專人進行維護與管理。如:RTO焚燒爐在發生爆炸前,有機物濃度常會在短時間內迅速升高,此時系統若有人值守,則可提前發出預警并采取必要的措施,避免事故的發生。

6.生產過程中,變更物料,產生新的廢氣的,必須按照變更管理要求開展風險分析。

04  RTO裝置應急管理措施

企業要建立完善RTO裝置應急響應系統,明確RTO裝置每位崗位人員的應急救援職責,配備齊全的應急救援器材,確保RTO裝置發生緊急情況時,應急響應系統有效運行。

1.編制RTO裝置專項預案、現場應急處置方案。要定期開展各類應急預案的培訓和演練,評估預案演練效果并及時完善預案。

2.提高應急響應能力。企業要建立RTO裝置應急響應系統,明確RTO裝置各級人員應急救援的職責,發生緊急情況后,應急處置人員要在規定時間內到達各自崗位,按照應急預案的要求進行處置。

3.針對RTO裝置生產運行過程中存在的危害因素,企業應至少配備防化服、隔熱服、防毒面具、正壓式空氣呼吸器、防爆應急照明燈、手持式可燃有毒氣體檢測儀等應急救援器材。

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