北極星大氣網訊:通過對一起有機廢氣管道系統爆炸事故的原因分析，提出了預防廢氣處理系統爆炸的安全對策措施，並得出了相關結論：蓄熱式熱力焚燒爐(RTO)等廢氣處理設備本身一般不會產生爆炸事故;廢氣處理系統產生爆炸的本質原因是有機廢氣濃度高於爆炸下限，並存在點火源;企業應重視廢氣處理系統有機廢氣濃度的檢測和預處理，並考慮事故狀態下的緊急排放和處理，確保有機廢氣處於安全濃度以下，消除爆炸的根源。
1.前言
化工企業的廢氣成分比較複雜，一般為多組份混合氣體，通常具有易燃易爆性、毒害性且伴有臭味，易對周邊環境造成汙染，嚴重時會引發社會群體事件。各級環保部門在多年前就提出了「零排放」的概念，要求企業對化工廢氣進行收集、治理。
有機廢氣治理常見方法有：冷凝回收法、吸收、吸附法(直接吸附法、吸附-回收法、新型吸附-催化燃燒法)、直接燃燒法、催化燃燒法等。
目前化工企業常見的有機廢氣治理設施為蓄熱式熱氧化爐(RTO)。與傳統的催化燃燒、直燃式熱氧化爐(TO)相比，具有熱效率高(≥95%)、運行成本低、能處理大風量低濃度等優點。其原理是把有機廢氣加熱到760℃以上，使廢氣中的VOC氧化分解成二氧化碳和水。氧化產生的高溫氣體流經特製的陶瓷蓄熱體，使陶瓷體升溫而「蓄熱」，此「蓄熱」用於預熱後續進入的有機廢氣，從而節省廢氣升溫的燃料消耗。陶瓷蓄熱體分成兩個(含兩個)以上的區或室，每個蓄熱室依次經歷蓄熱-放熱-清掃等程序，周而復始，連續工作。蓄熱室「放熱」後應立即引入部分已處理合格的潔淨排氣對該蓄熱室進行清掃(以保證VOC去除率在95%以上)，只有待清掃完成後才能進入「蓄熱」程序。RTO技術適用於大風量、低濃度的廢氣治理，是目前國內治理有機廢氣較成熟、實用的方法。
近五六年來各級環保部門都在推廣RTO技術，但由於發生過數起廢氣處理系統爆炸事故，且沒有發布正式的事故調查報告，事故原因不明，使不少企業對廢氣處理系統心有餘悸，不敢使用RTO技術。
本文結合一起有機廢氣管道系統爆炸事故來分析廢氣處理系統的爆炸原因，並提出了安全對策措施，以供化工企業廢氣處理系統的防爆設計或安全隱患排查治理。
2.一起有機廢氣管道系統爆炸事故分析
2011年7月中旬某精細化工企業發生一起有機廢氣管道爆炸事故。該企業在查找事故原因時，意見比較分散。為進一步搞清事故原因，2011年8月2日該企業安環部經理帶領工藝、設備、車間主任、車間安全員等相關人員到寧波寰球安全科技有限公司進行事故原因分析研討。寧波寰球安全科技有限公司曾多次做過該企業的安全評價，對該企業的工藝、設備、原輔材料等比較了解。通過研討，使我們雙方對廢氣處理系統的爆炸事原因有了深入的認識。
2.1事故簡介
2011年7月中旬上午10點50分左右，6車間主任助理和班組長在6、7車間之間西面的主道路橋架(廢氣管)下，突然聽到一聲沉悶的聲響，緊接著又聽到一聲響聲。此時發現廢氣管有點菸霧，響聲大致在7、8車間之間的這段廢氣管道上。兩聲響聲後又連著一聲響聲，發現8車間甲苯回收裝置上的廢氣管道一頭堵板(洩爆板)衝開並有火焰冒出。事故發生後，企業有關部門人員馬上到現場查看和處置，爆炸導致廢氣管上與車間對接塑料管道焊接處衝開。到現場約2分鐘後發現5車間西南角處廢氣管道發生燃燒，經近20分鐘努力將明火撲滅，無人員受傷，但造成多處管道破損。事故發生時，三廢操作人員正在甲苯回收裝置的廢氣管道堵板衝開處下面塗設備螺絲黃油，事故過程描述與6車間主任助理、班組長的描述基本一致。
2.2事故發生時企業生產狀況
8車間某產品反應釜用到的原料有：甲苯、硫酸、三氯化鋁等。三氯化鋁投料方式採用敞開式的人工投料，反應是在常壓情況下進行的。反應過程中，反應釜不密閉，而是採用料袋將投料口堵塞的方式。8車間廢氣本來是由甲苯回收裝置吸附後，再排入廢氣總管的。事故發生的當天，恰好甲苯回收裝置檢修停用，廢氣未經過甲苯吸附回收系統而直接排入廢氣總管內。
圖1爆炸管道現場照片
5車間用到的原料有：丙酮、三氯氧磷、甲苯、異丙醇等。
6、7車間停產檢修，車間廢氣管與總廢氣管已斷開，並有盲板密封。當天當時無任何接近廢氣管道的動火作業。
2.3事故原因分析研討
在事故分析時，我們首先要搞清是什麼物質產生爆炸?該物質從哪裡來?爆炸的要素是否具備?
我們按照爆炸「四要素」(氧化劑、點火源、可燃物及濃度)的思路查找事故原因。
1)氧化劑為空氣
各廢氣吸入口在吸入廢氣的同時也吸入了空氣，廢氣管道中有大量空氣，氧氣(氧化劑)一直存在。
2)點火源為靜電
因為廢氣管道為塑料材質，廢氣支管與總管連通為插入式三通，廢氣管道中氣體流速較大，在直角三通等處因為尖角易產生靜電(點火源)。
3)可燃物為甲苯
通過排除法確認可燃物為來自8車間某產品反應釜原料甲苯蒸汽。
4)可燃物的濃度
在我們懷疑管道中甲苯廢氣濃度是否超標的時候，剛好一同前來參加研討的車間工藝員曾於2010年4月對該反應釜甲苯廢氣排放濃度進行過測試，筆記中測試數據記錄表明：8車間反應釜廢氣出口管道中甲苯的含量在5%～6%(v/v)左右。甲苯的爆炸下限為1.2%(v/v)，爆炸上限為7.0%(v/v)，8車間反應釜廢氣出口管道中甲苯廢氣的含量處於爆炸極限之中。
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