化工企业废气处理系统安全事故分析

化工企业废气处理系统安全事故分析

刘文俊

应城市武瀚有机材料有限公司  湖北省应城市  432405

摘要：化工企业的尾气属混合气体,成份比较复杂,而且通常都是易燃易爆或伴有毒的废气,对环境影响比较严重,甚至引发群体性事件,这样引起我们国家、社会以及环保部门的重点关注。本文对化工废气处理系统的爆炸原因进行分析,同时提出处理的对策,对以后的企业生产能够提供一定的指导意义,能提前发现安全隐患并及时处理。

关键词:化工废气;爆炸;原因分析

化工废气的治理方法有很多种,包括冷凝回收法、吸附法、燃烧法等方法。当前我们国家的化工企业常见的措施为蓄热式热氧化炉,这种处理设备能有效的处理废气,且运行成分比较低。蓄热式氧化炉适用于低浓度、大风量的废气处理,该废气处理设备运行成熟使用比较广泛。虽然我国对蓄热式热氧化炉技术非常支持,但是发生过几起爆炸事故,也导致了蓄热式热氧化炉技术推广也受到一定的阻碍。

1有关某化工企业废气管道系统爆炸的原因

在某年中旬的时候,某家化工企业内出现了废气管爆裂事件。这些问题在寻找原因的同时,意见也更加分散。为了深入厘清事故的根源,同年该公司安环科管理人员率领技术、设备、车间主任、车间工作人员等有关技术人员赴外省某公司开展事故成因研究讨论。因此该安全科技有限公司就曾多次做过该企业的安全评价,对该企业的工艺、设备、原辅材料等比较了解。通过研究,使双方对废气处理系统的爆炸事故原因有了更深一层的认识。

2爆炸事故的原因

我们在分析化工企业废气管线发生爆炸时会，比较要清楚造成爆炸的物质是什么,该物质究竟来自于企业的哪个地方,然后我们就可以对原因做出比较全面的剖析。

发生爆炸需要四个要素,包括氧化剂、点火源、可燃物以及浓度要求,缺一不可,我们可以按照这地点首先进行分析:

(1)氧化剂:排气管的各种吸气口在运行中不但吸入大量尾气,而且还吸入着一定量的空气,这就导致管内产生了大量的空气,这就是氧化剂。

(2)点火来源:通常石油化工公司的废气管路材料大都是选用的是塑钢管,而总管和支管之间的连通方法选择往往都是插入式的三通,当内管路中气体转速超过规定时,就有机会在管路的尖角处形成静电,也是主要点火来源。

(3)可燃物:该事故发生后,企业的管理人员与技术人员进行了仔细的排查,发现引起爆炸的物质是车间内的甲苯蒸汽,也就是甲苯蒸汽为可燃物。

(4)浓度:由于已经发生爆炸,我们没有办法对废气管道内的可燃气体进行浓度检测,但是,车间的工艺员会对过期反应釜排放的甲苯废气进行浓度检测,我们对其浓度进行记录检查发现,该车间的反应釜的废气管道中甲苯蒸汽的含量浓度达到了5.5%,甚至是达到了6%,一般情况下甲苯浓度达到了1.2%就能够发生爆炸,浓度上限含量为7.0%,我们通过检查记录能发现废气管道中甲苯浓度处于爆炸的极限浓度当中。

(5)爆炸时间的分析:某化工企业的反应釜尾气在正常时间排放尾气时,先要经过凝结器对尾气加以冻结,而后再经过活性炭加以吸附处置,经过处理后排放至废气总管。甲苯的处理装置包括吸附剂处理装置还有各种管道使用的是金属材料,设备都带有电气防爆以及防静电接地措施。这也使得吸附、回收设备以及管道不存在点火源的情况,因此甲苯的处理设备发生爆炸事故的几率几乎为零。

在经过回收及吸附设备进行处理后,废气中的甲苯浓度变得很低,在废气总管中的浓度达不到发生爆炸的标准,因此废气总管的爆炸事故没有发生过。

该企业发生事故后,该车间的废气甲苯吸附回收设备恰好处于停用检修的状态,企业的废气没有经过处理就直接进入到了废气总管当中,而这段支管的材质属于塑料材质,直插式的直角三通连接到主管道上,此外反应釜废气出口的甲苯浓度达到5.0%左右。废气管道的材质为塑料材质、废气管道中的气体速度较快且塑料材质的管道容易产生静电,同时直角三通也容易产生静电,甲苯浓度也达到了爆炸极限浓度,这也发生爆炸的四个要素同时满足,进而酿成了废气管道爆炸的事故发生。

3废气处理系统的分析

目前化工企业常见的几种废气处理方法,比如直接燃烧法、蓄热式热氧化炉处理等方法必须违反操作规程进行点火作业时,先送废气然后点火才恢复发生爆炸事故。对于吸附回收、直接燃烧法以及催化燃烧法等处理方法本身来说,该设备发生爆炸的可能性非常低。废气处理系统发生爆炸的主要原因是废气中的可燃气体浓度达到了爆炸的极限浓度且有点火源的存在。

为了防止发生爆炸应该在废气的吸入点控制废气的有机气体浓度,建议气体浓度最大限制为爆炸浓度的下限30%。如果废气中的可燃气体浓度较高时,我们要对其进行及时的降温措施,然后使用金属管道及金属冷凝器材,爆炸废气能安全的收集起来,最终将废气浓度降低到一个安全的范围内。化工企业在控制废气的浓度时不仅是正常工作状态时,在非正常的状态下格外要加强监测,发现问题要提前采取处理措施,避免发生爆炸事故,由于化工企业内危险物品多,且废气管道连接车间有比较多,一旦发生事故,会引起大量的设备及车间发生危险,造成不可估计的损失。

4安全改造措施

我们认为,该化学公司应从工业废物回收管理、RTO安全联锁等方面加以完善,并重点按照《建筑工程设计防火规范GB50016—2014(二零一八年版)》、《石油化工企业建筑设计耐火规范(二零一八年版)GB50160—2008》、《精细化工公司建筑设计耐火规范GB51283—2020》、《蓄热焚烧法工业生产有机废物处理施工技术标准HJ1093—2020》等有关的安全要求与技术标准,制定了下列安全技术方案以防止重特大的安全事故:

首先,化工企业要尽量减少每一车间排出的尾气含量,实现有组织和无组织废气合理划分。生产厂房内,通过真空进行减压蒸馏、输送产生的有机溶剂物质,所形成的真空泵尾气不得直接接入排气总管。

其次,由公司的生产流程较长,尾气污染含量变化很大,因此公司的有机合成尾气应设有缓冲装备(洗涤塔)对有机合成尾气加以预处理,以实现如下目的:(1)消除尾气中浸蚀性污染;(2)除去废气中颗粒物和黏性物质;(3)吸附部分有机质,以降低高浓度尾气对后续控制系统的影响。

第三,运输带有易燃易爆组分的化学废物的管道应选择金属材料,并进行静电控制跳线和连接,避免静电产生。管路的排气流量要求在10~15m/s范围内,避免排气流量过大引起静电。

按照《石油化工企业设计防火规范》(GB50160—2008)、《大气环境污染治理工程技术指导》(HJ2000—2010)的标准规定,公司必须在垃圾回收管网的相应部位设有泄压器,如泄爆片。

第四,全厂的有机废物在RTO等处置装置中,应采用吸收装置(PP填料塔)对有机废物加以预处理。闪爆事故状态时,填料塔可用作部分薄弱点的加压泄爆,从而降低了对焚烧炉体质量的影响。

第五,加强了废气管线上浓度检测仪表的设置。对化工企业而言,在制造中多采用如甲苯、二氯甲烷、乙酰丙胺等易挥发的有机溶剂,若尾气收集系统未进行专门设计,极易造成厂房内的组织或废气管网内尾气含量过高,在进入RTO体系时会形成重大安全风险。

5小结

上面所述,对尾气处理设备的爆炸经过研究后我们能够看出,尾气处理装置的设备本身并没有发生爆炸的,主要是尾气中的可燃物质含量超过规定范围时,遇到点火源及其他爆炸产生的影响,导致了事件的爆发。公司一定要重视尾气浓度的监测管理,并对设备的隐患点加以强化管理,把事故隐患限制在萌芽阶段,确保公司的安全性。

参考文献

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