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VOCs治理設施“爆炸”等事故原因有哪些?如何避免?

文章來(lái)源:VOCs減排工作站


VOCs大部分都是易燃易爆氣體,如果沒(méi)有合理地選擇工藝或規范的操作運行管理,往往導致火災、爆炸等事故的發(fā)生。因此無(wú)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(fēng)險問(wèn)題給予高度的重視,防患于未然。

目前常見(jiàn)的VOCs末端治理工藝有蓄熱式燃燒(RTO)、催化燃燒(RCO)、直接燃燒(TO)、活性炭吸附脫附、低溫等離子等。但VOCs廢氣成分復雜,通常為多種易燃易爆的混合有機氣體,前期的技術(shù)工藝選擇不到位或這些裝置的投入使用不加以專(zhuān)業(yè)管理和控制,往往會(huì )帶來(lái)新的安全隱患。比如活性炭裝置自燃以及危廢處理問(wèn)題;RTO裝置爆炸問(wèn)題;低溫等離子裝置電暈放電著(zhù)火問(wèn)題。



2020年4月16日8時(shí)許,位于深圳市龍華街道的某公司噴漆工藝的UV光氧催化設備發(fā)生火情,火勢沿管道蔓延到噴漆車(chē)間和樓頂,未發(fā)生人員傷亡。

2017年6月28日,青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司一期乙炔裝置環(huán)保附件設施炭黑水儲進(jìn)行罐管線(xiàn)改造時(shí)發(fā)生疑似內爆事故,造成現場(chǎng)監護、操作人員4人受傷。

2016年6月1日,位于天津市濱海新區中塘鎮東河筒村的天津市亞?wèn)|化工有限公司液體染料車(chē)間廢氣回收裝置斷電,導致正在反應中產(chǎn)生的廢氣無(wú)法通過(guò)引風(fēng)裝置導入廢氣回收系統造成泄漏。

2014年7月3日下午,新疆浩源公司正在建設中阿克蘇市阿塔公路(207省道)加氣站,外包設備供應商員工在進(jìn)行設備調試時(shí),發(fā)生廢氣回收罐爆炸事故。事故造成設備廠(chǎng)家現場(chǎng)調試人員2人腿部被炸成重傷、公司1人輕傷。

2012年4月,杭州莫干山路的華東制藥廠(chǎng)發(fā)生爆炸,事故原因為工作人員在檢修車(chē)間的廢氣處理裝置時(shí)(這個(gè)廢氣裝置里主要是乙酸乙脂等有機物),因為電焊工的違規操作,導致裝置爆炸,爆炸形成的沖擊波造成103車(chē)間及周邊部分門(mén)窗破碎,并且造成企業(yè)一名義務(wù)消防員和一名電焊工受輕傷。

2007年挪威西部一家汽油處理廠(chǎng)由于活性炭罐自燃導致與之相連的儲罐起火而引發(fā)火災。

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案例分析:某公司廢氣處理系統爆燃事故


2013年8月2日9點(diǎn)20分左右,寧波某公司3樓自動(dòng)噴漆線(xiàn)的廢氣處理系統發(fā)生爆燃,設置在自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(xiàn)間旁邊外面的水泥屋面上的廢氣處理集裝箱兩端被炸開(kāi)。集裝箱上部的進(jìn)風(fēng)管道被炸斷和飛離,集裝箱出風(fēng)管道和與其連接的“等離子廢氣凈化器”全部被炸毀,輸出端風(fēng)機炸壞和位移。緊靠廢氣處理集裝箱的自動(dòng)噴漆間的吸風(fēng)管被炸裂,自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(xiàn)的設備嚴重破壞。

根據事故現場(chǎng)情況分析,這次爆燃事故的爆炸中心位于“等離子廢氣凈化器”和廢氣處理集裝箱,“等離子廢氣凈化器”被炸毀,廢氣處理集裝箱的左、右兩側及上部共3個(gè)方向都發(fā)生嚴重變形。集裝箱的進(jìn)通風(fēng)管道,自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(xiàn)的吸風(fēng)罩、輸送風(fēng)管被炸壞,以及自動(dòng)噴涂生產(chǎn)線(xiàn)間引起火災,這些是由于“等離子廢氣凈化器”和廢氣處理集裝箱發(fā)生爆炸的沖擊波及爆炸高溫高熱引起回燃所導致的;輸出端風(fēng)機位移是由于爆炸的沖擊波所造成的。

01
噴涂廢氣處理系統的基本情況


(1)廢氣處理系統的工藝與設備

寧波XX公司3樓自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(xiàn)的廢氣處理系統,是由吸風(fēng)罩、吸風(fēng)管、輸入端風(fēng)機、送風(fēng)管、廢氣處理集裝箱、輸風(fēng)管、等離子廢氣凈化器、輸出端風(fēng)機、排風(fēng)管等組成的。該廢氣處理系統的工藝,是噴涂生產(chǎn)線(xiàn)的廢氣通過(guò)兩組風(fēng)機吸、送,經(jīng)二級處理的工藝過(guò)程。其工藝流程大體如下:

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(2)有關(guān)設備、設施說(shuō)明


①現場(chǎng)安裝的廢氣處理集裝箱是用普通鋼材制作的一個(gè)長(cháng)方形箱體,箱體內設置有金屬網(wǎng)。

②現場(chǎng)安裝的等離子廢氣凈化器,實(shí)際是1臺YJ-L靜電式油煙凈化器。

③現場(chǎng)安裝的廢氣處理集裝箱和YJ-L靜電式油煙凈化器都沒(méi)有看到防靜電接地裝置。


02
事故的直接原因


(1)易燃易爆物質(zhì)達到爆炸極限的原因分析


寧波XX公司3樓噴漆車(chē)間的自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(xiàn),使用的噴涂物料有油漆和溶劑,其主要含有二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等危險化學(xué)品。由于噴涂生產(chǎn)時(shí)間較長(cháng),連續工作了17個(gè)小時(shí),因此,廢氣處理集裝箱或YJ-L靜電式油煙凈化器內的易燃易爆混合氣體濃度達到了爆炸極限,或者漆霧、可燃顆粒物等易燃易爆粉塵組成的混合物達到了爆炸極限。其中:二甲苯(爆炸極限1.0-7.0%)、乙酸乙酯(爆炸極限2.0-11.5%)、乙酸丁酯(爆炸極限1.2-7.5%)。


(2)引爆火源的原因分析


①YJ-L靜電式油煙凈化器可能引起火花。寧波XX公司使用的YJ-L靜電式油煙凈化器,其產(chǎn)品工作原理介紹:“油煙廢氣被風(fēng)機負壓吸入凈化器,大顆粒油滴通過(guò)粗濾網(wǎng)時(shí)在碰撞和重力作用下流入集油槽內,大量亞微米的煙霧進(jìn)入一級、二級高壓電場(chǎng),油煙顆粒大部分得以降解,少部分被收集在集油板上,余下的微米級油霧微粒和煙氣中的有毒有害物質(zhì)進(jìn)入三級等離子場(chǎng)后被降解成二氧化碳和水,最后排出潔凈空氣?!?/span>由此可知,YJ-L靜電式油煙凈化器內存在“一級、二級高壓電場(chǎng)”,高壓電場(chǎng)可能產(chǎn)生火花。


同時(shí),YJ-L靜電式油煙凈化器在運行過(guò)程中,由于風(fēng)力的作用,可燃氣體、漆霧、粉塵等金屬氫氧化物的膠體粒子、非金屬氧化物的膠體粒子在裝置內與金屬柵板發(fā)生碰撞、摩擦產(chǎn)生靜電,靜電積聚產(chǎn)生靜電火花。而且,YJ-L靜電式油煙凈化器沒(méi)有國家安全認證標志、國家檢驗單位簽發(fā)的“防爆合格證”標記。


廢氣處理集裝箱可能產(chǎn)生靜電火花。根據廢氣處理集裝箱的功能分析,廢氣處理集裝箱主要是顆粒物、粉塵的沉降收集裝置。自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線(xiàn)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量漆霧,以及需要表面噴涂工件的毛邊毛刺(在運動(dòng)中極易掉落),在吸風(fēng)罩內的風(fēng)力作用下,就可能通過(guò)吸風(fēng)管輸送到廢氣處理集裝箱。由于連續作業(yè)17個(gè)小時(shí),其顆粒物、粉塵沒(méi)有及時(shí)清理,這些顆粒物、粉塵、漆霧、漆塵、可燃氣體在廢氣處理集裝箱內,由于風(fēng)力的作用,不停的進(jìn)行懸浮運動(dòng),碰撞、摩擦產(chǎn)生靜電,靜電積聚產(chǎn)生靜電火花。


YJ-L靜電式油煙凈化器若如其工作原理介紹,存在“一級、二級高壓電場(chǎng)”,分析傾向是由于YJ-L靜電式油煙凈化器的高壓電場(chǎng)產(chǎn)生火花為引爆火源。


03
事故的間接原因


(1)寧波XX公司的廢氣處理系統,沒(méi)有規范的設計、安裝、檢測檢驗資料,YJ-L靜電式油煙凈化器、廢氣處理集裝箱沒(méi)有產(chǎn)品合格證,沒(méi)有國家安全認證標志、“防爆合格證”標記。給安全生產(chǎn)留下了重大的設備隱患。
(2)自動(dòng)噴漆線(xiàn)連續生產(chǎn)17個(gè)小時(shí),對廢氣處理集裝箱內的沉降物質(zhì)沒(méi)有及時(shí)清理,工件毛刺、粉塵、漆霧顆粒物等金屬氫氧化物的膠體粒子、非金屬氧化物的膠體粒子沒(méi)有得到及時(shí)清除處理。

(3)寧波XX公司對噴漆車(chē)間自動(dòng)噴漆線(xiàn)廢氣處理系統的危險有害因素辨識不到位,事故隱患排查不到位,從事故現場(chǎng)發(fā)現甲類(lèi)生產(chǎn)場(chǎng)所使用的電機未選用防爆型、動(dòng)力電線(xiàn)未采用鍍鋅鋼管穿管保護,不符合相關(guān)規范要求。


04
防范措施


(1)選用規范的合格設備。危險工作場(chǎng)所的生產(chǎn)工藝及設備,應委托具有相應資質(zhì)的單位進(jìn)行規范設計、制造。應當使用符合安全技術(shù)規范要求的設備、設施。噴涂作業(yè)及其廢氣處理設備、裝置在投入使用前,應當核對其附有安全技術(shù)規范要求的設計文件、產(chǎn)品質(zhì)量合格證明、安裝及使用維修說(shuō)明、監督檢驗證明等文件。

(2)加強對生產(chǎn)設備維修保養。應加強噴涂作業(yè)場(chǎng)所及廢氣處理系統設備設施的日常維護保養,從而使生產(chǎn)設備尤其是安全設施如可燃氣體報警裝置、通風(fēng)設施,廢氣處理設施等保持良好的工作狀態(tài),提高本質(zhì)安全度;及時(shí)清除和妥善處理廢棄物,從而消除事故隱患。


以下幾點(diǎn)提醒要注意:


1、處理裝置設計和采用的電器元件必須按照規范要求符合防爆等級;
2、設備布置要滿(mǎn)足安全距離的要求;
3、與氣體接觸的自動(dòng)控制閥必須使用氣動(dòng)閥;
4、必須選用防爆風(fēng)機;
5、在所有處理系統中必須在適當位置安裝符合國家標準的阻火器!
6、在處理裝置中的敏感部位(超溫、超壓等)要按照規范設置報警裝置及應急處理措施;
7、為確保運行安全,必要時(shí)可采用連鎖設計;
8、要考慮現場(chǎng)整體的安全、環(huán)境應急預案。