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  近幾年，隨著環(huán)保整治的力度越來越大，有機廢氣排放標準的不斷提高，環(huán)保整治提升工作的大力推行，化工、醫(yī)藥以及汽車噴漆行業(yè)對有機廢氣的處理投入不斷增大。由于醫(yī)藥行業(yè)尾氣成分復雜選用設備困難，而蓄熱式氧化爐（RTO）對尾氣成分適應性強，能夠有效地處理VOC以及廢氣異味，總體凈化效率高，用三塔式RTO爐進行凈化處理，凈化效率通?？蛇_98%以上，能達到廢氣排放標準，因而得到了廣泛使用。

  但由于各種缺陷原因造成系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，存在安全隱患，而且設備維護成本高。為此如何提高RTO廢氣處理系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，降低設備維護成本，是每個選用RTO廢氣處理系統(tǒng)企業(yè)必須要面對的問題。作者根據(jù)十多年從事的RTO廢氣處理系統(tǒng)設計、使用、改造的經(jīng)驗，總結出存在的問題以及相應的解決方案。

  1、系統(tǒng)主要存在的問題

  RTO廢氣處理系統(tǒng)是一項系統(tǒng)工程，必須從整體考慮，從頭到尾一起設計，才能得到總體效果，如果一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就會影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。而企業(yè)都是逐步發(fā)展起來的，工藝設計只局限于當時的標準，隨著時間的推移，標準的提高，系統(tǒng)的問題逐漸顯露出來。

  (1)廢氣采集系統(tǒng)的不合理

  系統(tǒng)進氣預處理不充分，廢氣進氣不分類，如鹵素廢氣企業(yè)早期未作處理，無機酸尾氣處理不徹底，直接進入RTO。大量的酸氣造成焚燒爐設備的腐蝕及配套設施的腐蝕，還造成焚燒后煙囪冒白煙現(xiàn)象。廢氣焚燒后生成的強酸對RTO焚燒爐會造成比較嚴重的腐蝕。廢氣中的有機物焚燒后產(chǎn)生的有機鹽冷卻后的結晶體，殘留在RTO蓄熱室底部及排煙管道的管壁上，當廢氣切換時，還未處理的廢氣中的水汽、部分有機物（如甲醇等）被有機鹽結晶體吸附，在下次排煙時該有機物被煙氣帶出，積存RTO蓄熱室的底部，是造成RTO去除率下降、火災隱患的原因，影響設備正常運行。燃燒產(chǎn)生的二噁英，導致尾氣排放達不到要求。

  (2)有機廢氣濃度及氧含量缺少有效控制

  真空系統(tǒng)冷凝不充分，真空排氣未經(jīng)冷凝處理，大量有機氣體排出，各車間支管沒有相應控制措施，直接進入廢氣總管。有機廢氣濃度偏高，造成爐內溫度超高，引起RTO爐膛高溫報警，當有機廢氣濃度超過爆炸極限時，廢氣直接從RTO旁路排空，高濃度廢氣與高溫尾氣混合造成爆炸事故，爆炸導致進氣管道著火或管道爆炸等事故，曾有發(fā)生。另一方面，有機廢氣中氧含量缺少有效控制，特別是一些老車間，有機溶劑未經(jīng)氮氣保護，直接進入到廢氣系統(tǒng)，造成有機廢氣氧含量高，氣體爆炸的風險增加，降低了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。進氣量不穩(wěn)定，忽大忽小，也是導致運行不穩(wěn)定的因素。

  (3)系統(tǒng)選材欠合理

  如燃燒尾氣出口管道選用了不銹鋼304材質，導致腐蝕穿孔，而影響運行。煙囪、洗滌塔選用了PP材質，導致老化，后處理急冷堿洗塔選用了玻璃鋼，引起堿對玻璃鋼的腐蝕。切換閥門、反吹閥門采用304不銹鋼材質，導致腐蝕泄漏而影響運行，增加了維護成本。

  (4)安全裝置不足

  因安全裝置不足，安全事故也有發(fā)生，某企業(yè)廢氣總管采用非金屬材質，引起靜電積聚，導致起火、爆炸事故。有些企業(yè)主管不設防爆片、阻火器等，對主管安全性缺少保障。LEL保護裝置缺失或安裝距離不足達不到效果，存在安全隱患。

  2、采取的改進措施

  (1)廢氣采集系統(tǒng)的改進

  針對各種腐蝕性氣體進入RTO造成設備腐蝕的問題，我們首先對車間廢氣進行分類：根據(jù)車間廢氣的成分，把它分成有機廢氣，無機廢氣及鹵素廢氣三類。各車間廢氣管相應改造成三根廢氣總管，對三種廢氣進行三種不同的處理方式，把不宜進入RTO系統(tǒng)處理的廢氣分離出去，只留有機廢氣進入RTO處理系統(tǒng)。并對有機廢氣的濃度降低進行有效處理。取得了很好的效果，設備維修次數(shù)減少，運行穩(wěn)定性提高。

  鹵素廢氣各產(chǎn)氣點經(jīng)深冷后，統(tǒng)一進入鹵素廢氣總管，終進入活性炭或樹脂的鹵素廢氣處理裝置，處理后溶劑回收，氣體達標排放，不進入RTO系統(tǒng)。這樣就避免了因鹵素廢氣燃燒后產(chǎn)生強酸對設備的腐蝕，以及避免產(chǎn)生二噁英。

  無機廢氣各產(chǎn)氣點統(tǒng)一匯總到車間無機廢氣總管，經(jīng)二級洗滌塔堿水洗滌后，進入無機廢氣總管，再作進一步處理達標排放，不進入RTO系統(tǒng)，避免對RTO設備的腐蝕。

  有機廢氣各產(chǎn)氣點經(jīng)深冷后，統(tǒng)一匯總到車間有機廢氣總管，真空泵的排氣還得進行一次深冷后，才能進入車間有機廢氣總管，每個車間的有機廢氣經(jīng)二級洗滌塔堿水洗滌，這樣大限度地降低有機廢氣的濃度，再進入廠區(qū)有機廢氣總管，去RTO系統(tǒng)處理。

  (2)有機廢氣濃度及氧含量的控制

  對產(chǎn)氣點有機廢氣濃度進行控制，常壓、微正壓的反應釜、貯罐、離心機等設備進行供氮保護，以降低有機廢氣的蒸發(fā)，有機廢氣經(jīng)泄氮閥或呼吸閥排出，降低廢氣的排出量及廢氣中的氧含量。真空常態(tài)下工作的設備，真空泵的排氣還得進行一次深冷處理，以降低有機廢氣的濃度。

  這樣就降低了有機廢氣的濃度及氣體的氧含量，為安全穩(wěn)定運行提供保障。同時對各車間有機廢氣進入廠區(qū)總管的風量壓力等控制進行改進。穩(wěn)定進氣量，采用變頻風機，風機與進風管內壓力聯(lián)鎖，保證了廢氣量的穩(wěn)定性。

  (3)系統(tǒng)材料選擇的改進

  原廢氣進氣預處理洗滌塔采用PP材質，后處理二級吸收塔采用PP材質、煙囪采用PP材質，設備易老化、焊縫易開裂，曾進行修理和更換。后來預處理洗滌塔、后處理二級吸收塔改用PPH纏繞式旋流塔，提高了抗老化性能，減少了焊縫并提高焊接的可靠性。煙囪改用碳鋼內襯耐高溫、耐腐蝕材料提高使用壽命。

  爐膛出口的排煙風管由不銹鋼304材質改為雙相不銹鋼2507材質，反吹風管采用雙相不銹鋼2507材質制作。切換閥門、反吹閥門采用雙相不銹鋼2205材質，提高了設備抗腐蝕性能。后處理急冷塔改用碳鋼內襯花崗巖材質，避免了堿對玻璃鋼的腐蝕。

  RTO爐柵、錨固件等爐內外露金屬件均采用2205不銹鋼材質，并進行耐高溫防腐澆筑（專利技術）處理。經(jīng)過改進的RTO防腐技術較目前常規(guī)的RTO爐體，可以增加使用年限。因設備材質問題維修已避免，設備運行穩(wěn)定。

  (4)燃燒系統(tǒng)的改善

  改用了清潔能源天然氣作為燃料，更換了燃燒器，避免了燃燒器積碳堵塞的風險，并降低了燃料成本。自2013年改用天然氣，燃燒器至今運行穩(wěn)定，沒有因故障而修理。建議采用美國Maxon品牌的工業(yè)燃燒器，可進行連續(xù)比例調節(jié)（調節(jié)范圍約30:1），具有高壓點火器、比例調節(jié)、閥燃料自動切斷、UV火焰探測器。燃料和助燃空氣同步變化，穩(wěn)定燃燒。UV火焰探測器時刻對燃燒器火焰進行感應，正常燃燒時，火焰信號顯示；燃燒火焰熄滅時，供燃料管路電磁閥自動關閉切斷燃料，起到安全保護作用。

  (5)系統(tǒng)安全裝置的改進

  ①各支管進入總管安全裝置的改進

  對各支路廢氣進入總管，設置安全控制裝置，建議改進措施如下：在支管上設置氧含量、溫度、壓力傳感器，旁通接蒸汽和放空，當氧含量、溫度、壓力只要有一個超限，連鎖關閉進總管閥門，打開緊急放空閥和蒸汽滅火閥，對支管進行有效保護。

  ②廢氣總管的改進

  廢氣總管的材料采用不銹鋼制作，一方面可以導電消除靜電積集，還可以提高耐腐蝕性能。同時有相應的防爆裝置，在一定間隔距離內設置泄爆口，并加裝泄爆片，超壓時可保護管道的安全?？偣苓€設置了阻火器，以免發(fā)生火災事故時，回火進入總管。主管設置LEL保護和系統(tǒng)旁路，保證RTO設備運行安全。

  RTO進口前，總管道設置兩級VOC濃度檢測儀，一級VOC濃度檢測儀Ⅰ（包含兩個VOC濃度儀）安裝位置應根據(jù)現(xiàn)場實際情況設置于距RTO進口的適當位置，具體距離應以廢氣的流速及儀表、閥門的反應時間計算所得。若現(xiàn)場距離不足，可將管道來回布置，以增加廢氣在管內的停留時間，保證大于儀表的響應時間和閥門的執(zhí)行時間之和。

  當VOC濃度儀Ⅰ檢測到廢氣濃度超過25%LEL時，切斷閥關閉，緊急排放閥打開，此時RTO由新風閥補入新風進入待機模式，從而保證高濃度危險廢氣無法進入RTO。當VOC濃度儀Ⅱ檢測到廢氣濃度超過設計值時，稀釋閥打開從而保證進入RTO的廢氣濃度不超標，保證安全運行。

  ③泄壓、阻火裝置的完善

  廢氣總管、進氣緩沖罐和焚燒爐爐膛頂部設置泄爆口，泄爆面積和管徑要通過計算且泄爆口為所在設備的上部，不得側面泄放。廢氣進入前級堿洗塔前必須設置阻火器，且阻火器必須有蒸汽反吹掃和排液功能。

  3、提高去除率及節(jié)能措施

  為了減少爐底部結晶鹽對廢氣中有機物的吸附造成去除率下降的影響，可在反吹風機前加裝蒸汽換熱器，使反吹時將吸附在爐底的有機物進行返燒處理，提高去除率。在煙氣出口加裝換熱器，進行余熱利用，熱水用于加熱污泥干燥等，提高熱利用率，達到節(jié)能目的。控制系統(tǒng)廢氣濃度≥1350ppm時，系統(tǒng)可維持自燃，達到節(jié)能效果。