RTO是蓄熱式焚燒處理有機廢氣裝置的簡稱。現(xiàn)在市場上對VOCs的大量處理工藝，例如膜分離、活性炭吸附、高沸點溶液吸收、生物轉(zhuǎn)化、冷凝回收和熱力氧化等方法中，蓄熱室熱力氧化爐(RTO)具有去除效率高、經(jīng)濟適用性強，且熱能利用效率比傳統(tǒng)的直燃式氧化爐提高70%左右等優(yōu)點，是目前企業(yè)解決VOCs的有效手段。

但因各企業(yè)情況的不同，RTO應用也存在局限性，在投入生產(chǎn)使用時，由于操作失誤、設備缺陷、設計處理風量過小、沉積物清理不夠及時、收集系統(tǒng)設計不合理等多種原因發(fā)生過生產(chǎn)安全事故。

一、事故案例

（一）案例概況

江蘇某化工企業(yè)RTO凈化系統(tǒng)在2015年3月初和3月末兩次發(fā)生爆炸。事故沒有造成人員傷亡，聚合物多元醇車間引風機損壞，現(xiàn)場儀表燒毀，RTO 部分裝置損毀嚴重，直接經(jīng)濟損失達100余萬元。

調(diào)查過程發(fā)現(xiàn)對于真空泵高濃度有機廢氣，企業(yè)均未進行冷凝回收預處理，且目前企業(yè)對 PL 系統(tǒng)真空泵出口廢氣所設計的收集方式極不合理，真空泵出口所配備的傘形罩集氣量有限，廢氣收集總管僅DN50，正常運行時系統(tǒng)稀釋風量難以保證。

（2）預處理措施不到位

該企業(yè)POP、PL1、PL2車間對有機廢氣所采用的活性炭吸附未配備脫附再生系統(tǒng)，基本無效，末端所配置的不銹鋼高壓風機無變頻系統(tǒng)，導致廢氣收集管路系統(tǒng)中負壓值過高，能耗較高且不利于有機物的冷凝回收，所采用的金屬材質(zhì)水洗塔強度較高，當系統(tǒng)發(fā)生爆炸等意外事故時無法起到有效泄爆的效果（無泄爆措施），導致爆炸產(chǎn)生的沖擊波沿著管道進一步往生產(chǎn)車間傳導，加劇了爆炸的次生危害。

（3）RTO爐本體存在問題

本項目中部分產(chǎn)品含有氯元素，諸多案例表明，蓄熱陶瓷體由于質(zhì)量較大，支撐件通常要承受較大的應力腐蝕，當體系含氯時(如環(huán)氧氯丙烷)高溫焚燒處理過程中將產(chǎn)生HCl等污染物，對設備本體、RTO 爐旋轉(zhuǎn)閥易產(chǎn)生較大腐蝕，系統(tǒng)難以穩(wěn)定、有效運行。

（4）廢氣中存在化學品自聚現(xiàn)象

項目廢氣中含有部分丙烯腈、苯乙烯等有機物，上述物料在溫度較高時極易發(fā)生自聚合，導致RTO爐蓄熱陶瓷體在使用一段時間后設備阻力變大，同時底部有高沸點有機物粘附現(xiàn)象，易引起火災等安全事故。

二、典型的問題隱患排查

（一）廢氣預處理設計存在缺陷

01企業(yè)提供的基礎數(shù)據(jù)不全，導致預處理方式存在設計缺陷。《蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》要求應根據(jù)廢氣來源、組分、性質(zhì)（溫度、濕度、壓力）、流量、爆炸極限等因素，綜合分析后選擇廢氣處理工藝流程。而在實際設計過程中，企業(yè)主要提供最大廢氣處理量、VOCs最高含量，不能提供尾氣具體的組成。如某園區(qū)內(nèi)企業(yè)提供RTO設計依據(jù)為廢氣組分為甲苯和甲醇，VOCs最高含量為5000mg/m3，且具體含量未標明。因此企業(yè)在RTO設計時未考慮企業(yè)生產(chǎn)過程中能產(chǎn)生二甲胺氣體，在預處理系統(tǒng)中沒考慮酸洗，只是在車間將廢氣冷卻到10℃左右后，通過總管（DN600）進入堿洗、水洗塔后經(jīng)引風機進入到RTO系統(tǒng)，這也就為后來發(fā)生的事故埋下了隱患。該企業(yè)于2021 年6 月3日開始試生產(chǎn)，RTO裝置于2021 年6 月6日16：00發(fā)生爆炸，整個風機的蝸殼全部粉碎，所幸的是事故沒有造成人員傷亡。事故調(diào)查顯示，由于二甲胺易溶于水（沸點7℃），隨著水中二甲胺含量升高及環(huán)境溫度上升，二甲胺大量揮發(fā)，同時因引風機葉輪、蝸殼材質(zhì)均為玻璃鋼材質(zhì)，雖然有導電涂層，但引風機對地電阻為無窮大，達到爆炸極限的有機廢氣與高速旋轉(zhuǎn)的風機葉輪摩擦產(chǎn)生靜電，導致風機蝸殼粉碎性爆裂。

02RTO安全設施設計有缺陷。

（1）設計時未將可燃氣體檢測信號納入RTO控制程序系統(tǒng)，當廢氣濃度達到爆炸極限后，不能及時采取稀釋、走旁通等應對措施，高濃度廢氣直接進入RTO爐體從而引發(fā)火災、爆炸事故。其中部分企業(yè)只是在RTO控制程序界面上做了一個顯示，且永遠顯示0%LEL?！洞髿馕廴局卫砉こ碳夹g(shù)導則》（HJ 2000-2010）第6.5.1條，明確提出“進入熱力燃燒工藝的有機廢氣濃度應控制在其爆炸極限下限的25%以下，對于混合有機化合物，其有機物濃度應根據(jù)不同有機化合物的濃度比例和其爆炸下限值進行計算與校核”；《蓄熱燃燒法工業(yè)有機廢氣治理工程技術(shù)規(guī)范》（HJ1093—2020）第6.5.1條，明確要求“當廢氣濃度波動較大時，應對廢氣進行實時監(jiān)測，并采取稀釋、緩沖等措施，確保進入蓄熱燃燒裝置的廢氣濃度低于爆炸極限下限的25%”。

某企業(yè)的在線分析儀顯示“Err”，因輸出超過20mA，滿量程后顯示“錯誤”，但RTO控制界面顯示為0%LEL。

（2）設計時不考慮可燃氣體在線分析儀的安裝位置。

如某企業(yè)在線分析儀取樣位置距RTO爐約30米（RTO爐前有一個堿洗塔和一個水洗塔），該處廢氣約10s后就能進入到RT0爐，但在線分析儀距取樣點約2.5米，經(jīng)過蠕動泵抽取樣品，不計在線分析儀的響應時間，至少需要20s后才能分析出廢氣中可燃氣體的含量，這種設置，即使可燃氣體檢測信號進入RTO控制程序系統(tǒng)，也達不到保護作用。具體可參考《蓄熱焚燒裝置安全風險評估指南》第7.3.3的要求。

（3）技術(shù)協(xié)議書中的P&ID與RTO裝置現(xiàn)場不一致，或P&ID中給定的邏輯無法實現(xiàn)。

如設計文件中設計有“壓縮空氣壓力低，系統(tǒng)報警停機”，但現(xiàn)場無壓縮空氣壓力遠傳表；所有企業(yè)都不能提供聯(lián)鎖邏輯圖；P&ID圖中的邏輯關(guān)系在實際行動過程無法實現(xiàn)。

（二）廢氣輸送系統(tǒng)工藝設計未充分考慮精細化工生產(chǎn)過程特點

01廢氣支管段內(nèi)壓力不穩(wěn)。

精細化工行業(yè)通常是間歇式生產(chǎn)，廢氣排放氣量隨著生產(chǎn)處于不同的階段出現(xiàn)波動。企業(yè)未在車間總出口設置輸送風機或設置廢氣輸送風機，且風機頻率未與廢氣系統(tǒng)壓力實現(xiàn)自動控制，全部依靠RTO引風機入口壓力（或引風機頻率）來控制廢氣總管的壓力，導致廢氣總管的最前端或廢氣排放氣量大的車間支管段內(nèi)壓力波動大，存在支管段內(nèi)廢氣壓力不穩(wěn)而泄漏的風險。

02車間廢氣采用噴淋吸收預處理工藝的，易帶有大量飽和水蒸氣，廢氣輸送管道應依據(jù)《石油化工金屬管道布置設計規(guī)范》要求，設計管道坡度，并在管道拐角和低點設置排凝點，定期排凝，避免管道內(nèi)積液現(xiàn)象的產(chǎn)生。

03產(chǎn)生VOCs廢氣含有酸性或堿性組分的企業(yè)，為防腐需要采用玻璃鋼、PP、PE管材輸送廢氣，并在RTO引風機前才進行酸/堿處理，在上述過程中，廢氣輸送管道一般距離較長、氣體流速較快，管道內(nèi)可能因產(chǎn)生的靜電大量積聚易引發(fā)爆炸等安全事故。此類廢氣宜在各車間先進行酸堿預處理，然后采用金屬管道，并依據(jù)《石油化工靜電接地設計規(guī)范》（SH/T 3097-2017）的要求，做好管道法蘭跨接和靜電接地。

（三）RTO裝置操作、維護不到位

設備設施完好，是RTO裝置安全穩(wěn)定運行的物質(zhì)基礎。《安全生產(chǎn)法》第三十六條明確規(guī)定“生產(chǎn)經(jīng)營單位必須對安全設備進行經(jīng)常性維護、保養(yǎng)，并定期檢測，保證正常運轉(zhuǎn)。維護、保養(yǎng)、檢測應當做好記錄，并由有關(guān)人員簽字”。在實際運行過程中，存在安全設施不能正常投用、操作記錄與實際運行狀態(tài)不一致、設備設施檢查維護缺失、操作方式不當?shù)入[患。

如某些企業(yè)存在正常投用的RTO，新風閥門無氣源、電源，即使可燃氣體檢測儀信號接入RTO程序控制系統(tǒng)，在聯(lián)鎖動作時新風閥門也不能及時打開進行稀釋。

02日常操作記錄與實際運行狀態(tài)不一致。

如某企業(yè)2022年7月2日從18:53開始到23:50，燃燒器一直持續(xù)故障報警，但操作記錄均為“正常”。

03設備設施檢查維護缺失。

如某企業(yè)堿洗塔pH計外殼腐蝕嚴重，無法觀察顯示的數(shù)值?？赡芤驂A液濃度低影響處理效果，造成RTO內(nèi)部腐蝕，帶來RTO設備變形、坍塌、廢氣泄漏等安全風險。pH計因長期在酸（堿）環(huán)境中工作，一般連續(xù)使用2個月后顯示就會出現(xiàn)較大的誤差，需要人工分析（或標注溶液校準）。

另外，某企業(yè)燃料油泵過濾器裝錯方向，可能造成燃燒器噴嘴堵塞，影響RTO正常運行。

04操作方式不當?shù)?，部分企業(yè)將廢氣引風機頻率設置了“手動”狀態(tài)。

該操作方式無法滿足精細化工企業(yè)間歇生產(chǎn)的特點，可能造成廢氣總管壓力劇烈波動。若車間未設置引風機，廢氣可能會反串；車間設置了引風機，可能造成廢氣總管超壓泄漏。

大多數(shù)有機廢氣VOCs都屬于易燃易爆氣體，所以在處理有機廢氣時須格外小心，尤其蓄熱式焚燒RTO設備的使用單位一定要注意并解決好安全問題！小編做了相關(guān)檢索，近年來RTO爆炸事故時有發(fā)生，事故原因雖有不一，但主要還是由于系統(tǒng)中的廢氣遇點火源引發(fā)爆炸，具體案例請往下看！

案例一： 2019年6月15日17：00安徽某制藥廠臨時停產(chǎn)，停產(chǎn)后RTO系統(tǒng)按規(guī)程停機。該廠于次日8：00投料復產(chǎn)，RTO系統(tǒng)同時開機并升溫，此時旁通閥開啟、廢氣導入閥關(guān)閉，廢氣經(jīng)RTO系統(tǒng)旁路凈化系統(tǒng)處理達標后高空排放；RTO爐經(jīng)吹掃并加熱至800℃后，旁通閥關(guān)閉，廢氣導入閥開啟，廢氣進入RTO爐，系統(tǒng)壓力、溫度等一切正常。 廢氣導入2h后RTO系統(tǒng)發(fā)生爆炸，爆炸聲前后兩次，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 【 VOCs作為可燃物，能夠與氧氣在一定的濃度范圍（爆炸極限）內(nèi)形成爆炸性預混氣，遇到點火源（明火、電火花、靜電火花、高熱物等）會發(fā)生爆炸或燃燒，并釋放大量的熱和氣體】 。 事故導致RTO爐右側(cè)蓄熱室鋼結(jié)構(gòu)、保溫棉、蓄熱陶瓷和RTO爐近端的引風機、風管嚴重損壞，較遠端風管脫落，并引燃周邊干燥物，所幸無人員傷亡。

▼▼▼

蓄熱式焚燒爐（RTO）安全要點

一 、 RT0爐 安全設施 應與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用。在用RTO爐應補充進行 安全風險評估論證 ：對于廢氣成分復雜的，應進行HAZOP分析并采取相應的安全措施。

二 、 RTO爐可通過設置 緩沖罐、調(diào)整風量 等預處理設施，嚴格控制RTO爐 入口有機物濃度和流速 ，保證相對平穩(wěn)、安全運行。

三 、 RTO爐應采取有效措施，防止管道及RTO爐下室體中的 冷凝和沉積 產(chǎn)生。

四 、 RTO爐應通過 強制通風 措施，滿足 最低通風量 要求，避免可燃物積聚、回火等。

五 、 RTO爐應設置 PLC或DCS控制系統(tǒng) （視情況可設置 安全儀表系統(tǒng) ），對風機、閥門、燃燒器、爐膛和廢氣管道等設備設施的關(guān)鍵參數(shù)進行實時監(jiān)控和聯(lián)鎖。 關(guān)鍵設備安全儀表系統(tǒng)應不低于SIL2標準設計 。

六 、 RTO爐現(xiàn)場電氣儀表設備應嚴格按照 防爆等級 設計，管道或爐膛內(nèi)應設置 泄爆片 ；RTO爐應設置 短路保護和接地保護 功能， 廢氣管線選材要注意防靜電 。

七 、 RTO爐應設置 斷電斷氣后進氣閥、排氣閥緊急關(guān)閉 ，防止煙囪效應引起蓄熱層下部溫度上升。

八 、 RTO爐應 設置UPS備用電源和壓縮空氣儲氣罐 。對于濃度較高且含有低燃點物質(zhì)的 應急排空管道 ，嚴禁與高溫排空管道共用煙囪排放。

九、源頭消減

1、減量： 強化車間預處理，如將常溫循環(huán)水改為冷凍鹽水，提高冷凝效率；增加吸收類循環(huán)液的更換頻次，并設置自動加藥、排污控制，提高吸收效率等，以減少進入RTO系統(tǒng)中VOCs的總量，從而降低廢氣達到爆炸的風險。

2、降濃： 儲罐呼吸氣、冷凝器不凝氣等濃度較高，直接接入風管極易形成達到爆炸極限范圍的預混氣，可通過計算一定溫度時某成分飽和蒸氣壓下的濃度，并將其稀釋至爆炸下限（LEL）的 25%設計風量 ；設置緩沖罐并補充新風，確保進入RTO系統(tǒng)的廢氣濃度低于其25% LEL。

十、過程預防

1、導靜電： 風管、風機等廢氣輸送設備設施在不腐蝕情況下盡量選擇刷有石墨涂層的玻璃鋼、碳鋼或不銹鋼材質(zhì)，并 跨接、接地 ；同時 避免直角彎頭及彎頭處尖角，防止廢氣輸送過程中因摩擦起靜電而無法導出 。

2、排積液： 廢氣常因洗滌塔除霧效果不佳或冷卻作用而在風管中形成積液，積液中含有VOCs并不斷揮發(fā)至廢氣中，存在濃度升高現(xiàn)象，須定期排出。

3、測濃度： 在RTO系統(tǒng)前一定距離設置 在線（實時）濃度檢測儀 ，并與RTO系統(tǒng)廢氣導入閥、應急排空閥 連鎖控制 ，距離根據(jù)檢測儀響應時間確定，當廢氣濃度超過25%LEL時，廢氣導入閥關(guān)閉，應急排空閥開啟，防止高濃廢氣進入RTO系統(tǒng)。

4、泄爆： 風管每隔一定間距設置泄爆閥，泄爆閥壓力低于風管承受應力；RTO系統(tǒng)前置洗滌塔在保證有效使用情況下選用低強度材質(zhì)制作，以便爆炸發(fā)生時及時泄壓，減少爆炸損失。

十一、末端把控

1、雙旁通設計： 對RTO系統(tǒng)設置 冷旁通、熱旁通 ，其中冷旁通與濃度檢測儀、廢氣導入閥、應急排空閥連鎖，當濃度超過25%LEL時，廢氣導入閥關(guān)閉，廢氣無法進入RTO系統(tǒng)；應急排空閥開啟，廢氣經(jīng)冷旁通處理達標后排放。熱旁通與新風閥、溫度儀、壓力計連鎖，當RTO爐內(nèi)溫度、壓力異常時，新風閥開啟，稀釋濃度降溫降壓，熱旁通閥開啟，部分高溫廢氣直接從氧化室排出，經(jīng)混合器降溫冷卻后排至煙囪，確保RTO系統(tǒng)安全連續(xù)運行。

2、雙流場模擬： RTO爐設計時對廢氣進行氣流場和熱流場模擬，其中氣流場模擬確保RTO爐內(nèi)無死角，廢氣能夠均勻流暢通過，避免局部湍流或濃度過高；熱流場模擬確定陶瓷裝填量，選擇適宜熱回收效率，避免RTO爐蓄熱室冷端溫度過高，減少安全隱患。

3、阻火： 在RTO爐前端和生產(chǎn)車間后端風管設置 阻火器、水封 等， 防止RTO爐或風管爆炸回火 至前端或車間，減少事故損失。

4、監(jiān)控： 將RTO系統(tǒng)與生產(chǎn)、風管壓力計、中級風機、濃度檢測儀等連鎖控制，并納入生產(chǎn)管理監(jiān)控，避免生產(chǎn)與環(huán)保脫節(jié)。

事故牽動千萬家，安全要靠你我他！安全無小事，不怕一萬就怕萬一！因為VOCs絕大部分都是易燃易爆氣體， 如果沒有合理地選擇工藝或規(guī)范操作運行管理流程，極易導致火災、爆炸等設備安全事故的發(fā)生。因此無論是環(huán)保設計公司還是VOCs產(chǎn)生企業(yè)，都必須對廢氣凈化設施裝置的安全風險問題給予高度的重視， 必須 按照合理地選擇工藝、規(guī)范地操作，這樣才能防患于未然！