近年來，隨著國家環(huán)保法律法規(guī)的日趨嚴格，越來越多的危險化學品生產(chǎn)、儲存、使用企業(yè)為了減少污染物無組織排放，配套建設(shè)了揮發(fā)性有機物（VOCs）收集蓄熱式燃燒治理設(shè)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(shù)發(fā)展歷程，辨識分析了RTO裝置生產(chǎn)運行過程中存在的安全風險，并提出控制措施，以促進企業(yè)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(shè)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(chǎn)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(nèi)儲存的熱量用于預(yù)熱后續(xù)進入的有機廢氣，該過程為陶瓷蓄熱體的“放熱”過程，從而節(jié)省廢氣升溫過程的燃料消耗。
02ＲTO 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(zhì)成分復雜，大多為易燃易爆、有毒物質(zhì)，存在火災(zāi)、爆炸、中毒等危害因素。
03ＲTO裝置安全事故案例
部分企業(yè)在RTO裝置運行過程中，存在安全風險辨識不全面、安全控制措施落實不到位、應(yīng)急處置程序不得當?shù)惹闆r，導致RTO裝置發(fā)生了生產(chǎn)安全事故，不僅給企業(yè)造成了較大的經(jīng)濟損失，還帶來了較大的社會負面影響。
01江蘇某化工企業(yè)RTO 裝置爆炸事故
江蘇某化工企業(yè)ＲTO 裝置于2015年3月8日和3月27日發(fā)生兩次爆炸。事故雖沒有造成人員傷亡，但廢氣引風機損壞，現(xiàn)場儀表燒毀，ＲTO裝置損毀嚴重。此次事故發(fā)生的直接原因是：氣體冷凝溫度較高，冷凝后氣相中的有機化合物含量增高，廢氣收集管道上稀釋的配風空氣不足，導致進入ＲTO廢氣的濃度達到爆炸極限。
02山東某企業(yè)RTO裝置爆炸事故
2019 年5 月，山東某企業(yè)ＲTO裝置在運行過程中因廢氣濃度突然升高引發(fā)了爆炸，事故沒有造成人員傷亡，ＲTO 爐體本身未損壞，但引風機及進爐管道全部爆裂損壞。事故發(fā)生的直接原因是：廢氣濃度突然升高。
03安徽某制藥廠RTO裝置爆炸事故
2019 年6 月16 日，安徽某制藥廠ＲTO 裝置因廢氣中甲醇濃度突然升高導致爆炸，爆炸聲前后2 次，間隔時間較短，一處位于ＲTO 爐及相鄰風機，另一處位于系統(tǒng)前端廢氣收集管道。事故導致ＲTO 右側(cè)蓄熱室鋼結(jié)構(gòu)、保溫棉、蓄熱陶瓷和ＲTO 近端的引風機、風管嚴重損壞。分析認為，該裝置未安裝實時廢氣濃度檢測儀，不能及時檢測并切斷高濃度廢氣，造成高濃度廢氣在爐內(nèi)蓄熱材料中升溫過程發(fā)生爆炸; 另外該裝置未安裝阻火器，不能阻斷爆燃的廢氣回火至廢氣收集部分;廢氣輸送管道及風機均未采用可導電材質(zhì)，廢氣與高速旋轉(zhuǎn)的風機葉輪摩擦產(chǎn)生靜電且靜電無法導出，引發(fā)了系統(tǒng)前端廢氣的爆炸。
04ＲTO 裝置安全風險控制措施
01ＲTO裝置安全設(shè)計控制措施
RTO裝置在廢氣收集、輸送、處理等環(huán)節(jié)均存在較大的安全風險，為了實現(xiàn)RT0裝置本質(zhì)安全，在設(shè)計過程中要充分考慮處理廢氣的理化性質(zhì)、危險特性，同時還要考慮收集、輸送、處置過程等各環(huán)節(jié)，以及RTO裝置燃燒器、風機、管道及安全閥、爆破片等安全設(shè)施選型和材質(zhì)等方面產(chǎn)生的安全風險。
1.RTO裝置安全設(shè)施應(yīng)與主體工程同時設(shè)計、同時施工、同時投入使用。
2.RTO裝置現(xiàn)場電氣儀表設(shè)備應(yīng)嚴格按照防爆等級設(shè)計，在爆炸危險區(qū)域選用防爆電氣，預(yù)防電氣火花引發(fā)火災(zāi)事故的風險。
3.RTO裝置應(yīng)設(shè)置PLC或DCS控制系統(tǒng)（視情況可設(shè)置安全儀表系統(tǒng)），對風機、閥門、燃燒器、爐膛和廢氣管道等設(shè)備設(shè)施的關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)控和聯(lián)鎖。
4. RTO裝置關(guān)鍵設(shè)備的安全儀表系統(tǒng)應(yīng)不低于SIL2標準設(shè)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(lián)鎖保護，一旦出現(xiàn)點火故障、混合氣體燃燒濃度不夠等情況，應(yīng)當聯(lián)鎖切斷風機、止回閥門，同時排空系統(tǒng)內(nèi)的爆炸性混合氣體。
5.RTO裝置應(yīng)設(shè)置UPS備用電源和儀表用氣的壓縮空氣儲氣罐。
6.RTO裝置應(yīng)設(shè)置斷電斷氣后進氣閥、排氣閥緊急關(guān)閉，防止煙囪效應(yīng)引起蓄熱層下部溫度上升。
7. RTO裝置應(yīng)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(xiàn)高濃度廢氣后廢氣切斷閥有足夠的關(guān)閉時間。
8. RTO裝置要設(shè)計廢（尾）氣管道的防回燃（火）設(shè)施，特別是對于車間之間、區(qū)域之間、管道與RTO連接處等區(qū)域部位，應(yīng)當對設(shè)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(jié)點上安裝泄爆膜片。
10.在ＲTO 裝置前端和廢氣收集端設(shè)置阻火器，廢氣管道每隔一定距離必須設(shè)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(fā)生后及時泄壓，減少損失。
11. RTO裝置進風、排風管道及風機應(yīng)采用可導電材質(zhì)，采取法蘭跨接、系統(tǒng)接地等措施，防止靜電產(chǎn)生和積聚。
12.對于濃度較高且含有低燃點物質(zhì)的應(yīng)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(tǒng)應(yīng)設(shè)置高低壓保護和泄漏報警裝置，蓄熱燃燒裝置應(yīng)設(shè)置安全可靠的火焰控制系統(tǒng)、溫度監(jiān)測系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)等。
14.在密閉廠房內(nèi)，應(yīng)采用集氣罩、氣相軟管等設(shè)施，回收無組織排放的氣體，同時保持良好的通風，減少揮發(fā)物局部積聚現(xiàn)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(fā)生爆炸。
02ＲTO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(guān)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(fā)生反應(yīng)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(yīng)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(yīng)的安全措施。
2.企業(yè)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(huán)節(jié)合格。引進廢氣等物料時，要隨時監(jiān)測物料流量、溫度、壓力、液位等參數(shù)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(xiàn)場安排專人不間斷巡檢，監(jiān)控有無泄漏等異?，F(xiàn)象。
3.企業(yè)要制定ＲTO裝置安全操作規(guī)程。安全操作規(guī)程的內(nèi)容應(yīng)至少包括：開車、正常操作、臨時操作、應(yīng)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(shù)的正?？刂品秶x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(yè)健康注意事項等。同時，要確保工藝卡片、安全操作規(guī)程、DCS控制系統(tǒng)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(chǎn)前，企業(yè)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(chǎn)準備。
5.ＲTO裝置試生產(chǎn)安全管理。試生產(chǎn)前，嚴格按照《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于加強化工過程安全管理的指導意見》（安監(jiān)總管三〔2013〕88號）第六條“試生產(chǎn)安全管理”要求進行管理。
