近幾年，隨著環(huán)保整治的力度越來越大，有機(jī)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)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(jī)廢氣的處理投入不斷增大。由于醫(yī)藥行業(yè)尾氣成分復(fù)雜選用設(shè)備困難，而蓄熱式氧化爐（RTO）對尾氣成分適應(yīng)性強(qiáng)，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(jìn)行凈化處理，凈化效率通常可達(dá)98%以上，能達(dá)到廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，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(shè)備維護(hù)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(shè)備維護(hù)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(shè)計、使用、改造的經(jīng)驗，總結(jié)出存在的問題以及相應(yīng)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(shè)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(shè)計只局限于當(dāng)時的標(biāo)準(zhǔn)，隨著時間的推移，標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)氣預(yù)處理不充分，廢氣進(jìn)氣不分類，如鹵素廢氣企業(yè)早期未作處理，無機(jī)酸尾氣處理不徹底，直接進(jìn)入RTO。大量的酸氣造成焚燒爐設(shè)備的腐蝕及配套設(shè)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(qiáng)酸對RTO焚燒爐會造成比較嚴(yán)重的腐蝕。廢氣中的有機(jī)物焚燒后產(chǎn)生的有機(jī)鹽冷卻后的結(jié)晶體，殘留在RTO蓄熱室底部及排煙管道的管壁上，當(dāng)廢氣切換時，還未處理的廢氣中的水汽、部分有機(jī)物（如甲醇等）被有機(jī)鹽結(jié)晶體吸附，在下次排煙時該有機(jī)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(zāi)隱患的原因，影響設(shè)備正常運行。燃燒產(chǎn)生的二噁英，導(dǎo)致尾氣排放達(dá)不到要求。

  (2)有機(jī)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(jī)氣體排出，各車間支管沒有相應(yīng)控制措施，直接進(jìn)入廢氣總管。有機(jī)廢氣濃度偏高，造成爐內(nèi)溫度超高，引起RTO爐膛高溫報警，當(dāng)有機(jī)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(dǎo)致進(jìn)氣管道著火或管道爆炸等事故，曾有發(fā)生。另一方面，有機(jī)廢氣中氧含量缺少有效控制，特別是一些老車間，有機(jī)溶劑未經(jīng)氮氣保護(hù)，直接進(jìn)入到廢氣系統(tǒng)，造成有機(jī)廢氣氧含量高，氣體爆炸的風(fēng)險增加，降低了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。進(jìn)氣量不穩(wěn)定，忽大忽小，也是導(dǎo)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(zhì)，導(dǎo)致腐蝕穿孔，而影響運行。煙囪、洗滌塔選用了PP材質(zhì)，導(dǎo)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(zhì)，導(dǎo)致腐蝕泄漏而影響運行，增加了維護(hù)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(zhì)，引起靜電積聚，導(dǎo)致起火、爆炸事故。有些企業(yè)主管不設(shè)防爆片、阻火器等，對主管安全性缺少保障。LEL保護(hù)裝置缺失或安裝距離不足達(dá)不到效果，存在安全隱患。

  2、采取的改進(jìn)措施

  (1)廢氣采集系統(tǒng)的改進(jìn)

  針對各種腐蝕性氣體進(jìn)入RTO造成設(shè)備腐蝕的問題，我們首先對車間廢氣進(jìn)行分類：根據(jù)車間廢氣的成分，把它分成有機(jī)廢氣，無機(jī)廢氣及鹵素廢氣三類。各車間廢氣管相應(yīng)改造成三根廢氣總管，對三種廢氣進(jìn)行三種不同的處理方式，把不宜進(jìn)入RTO系統(tǒng)處理的廢氣分離出去，只留有機(jī)廢氣進(jìn)入RTO處理系統(tǒng)。并對有機(jī)廢氣的濃度降低進(jìn)行有效處理。取得了很好的效果，設(shè)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(jìn)入鹵素廢氣總管，終進(jìn)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(dá)標(biāo)排放，不進(jìn)入RTO系統(tǒng)。這樣就避免了因鹵素廢氣燃燒后產(chǎn)生強(qiáng)酸對設(shè)備的腐蝕，以及避免產(chǎn)生二噁英。

  無機(jī)廢氣各產(chǎn)氣點統(tǒng)一匯總到車間無機(jī)廢氣總管，經(jīng)二級洗滌塔堿水洗滌后，進(jìn)入無機(jī)廢氣總管，再作進(jìn)一步處理達(dá)標(biāo)排放，不進(jìn)入RTO系統(tǒng)，避免對RTO設(shè)備的腐蝕。

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

  (2)有機(jī)廢氣濃度及氧含量的控制

  對產(chǎn)氣點有機(jī)廢氣濃度進(jìn)行控制，常壓、微正壓的反應(yīng)釜、貯罐、離心機(jī)等設(shè)備進(jìn)行供氮保護(hù)，以降低有機(jī)廢氣的蒸發(fā)，有機(jī)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(shè)備，真空泵的排氣還得進(jìn)行一次深冷處理，以降低有機(jī)廢氣的濃度。

  這樣就降低了有機(jī)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(jī)廢氣進(jìn)入廠區(qū)總管的風(fēng)量壓力等控制進(jìn)行改進(jìn)。穩(wěn)定進(jìn)氣量，采用變頻風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)與進(jìn)風(fēng)管內(nèi)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(jìn)

  原廢氣進(jìn)氣預(yù)處理洗滌塔采用PP材質(zhì)，后處理二級吸收塔采用PP材質(zhì)、煙囪采用PP材質(zhì)，設(shè)備易老化、焊縫易開裂，曾進(jìn)行修理和更換。后來預(yù)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(nèi)襯耐高溫、耐腐蝕材料提高使用壽命。

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

  RTO爐柵、錨固件等爐內(nèi)外露金屬件均采用2205不銹鋼材質(zhì)，并進(jìn)行耐高溫防腐澆筑（專利技術(shù)）處理。經(jīng)過改進(jìn)的RTO防腐技術(shù)較目前常規(guī)的RTO爐體，可以增加使用年限。因設(shè)備材質(zhì)問題維修已避免，設(shè)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(fēng)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(jìn)行連續(xù)比例調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)范圍約30:1），具有高壓點火器、比例調(diào)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(jìn)行感應(yīng)，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(guān)閉切斷燃料，起到安全保護(hù)作用。

  (5)系統(tǒng)安全裝置的改進(jìn)

  ①各支管進(jìn)入總管安全裝置的改進(jìn)

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

  ②廢氣總管的改進(jìn)

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

  RTO進(jìn)口前，總管道設(shè)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(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實際情況設(shè)置于距RTO進(jìn)口的適當(dāng)位置，具體距離應(yīng)以廢氣的流速及儀表、閥門的反應(yīng)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(nèi)的停留時間，保證大于儀表的響應(yīng)時間和閥門的執(zhí)行時間之和。

  當(dāng)VOC濃度儀Ⅰ檢測到廢氣濃度超過25%LEL時，切斷閥關(guān)閉，緊急排放閥打開，此時RTO由新風(fēng)閥補(bǔ)入新風(fēng)進(jìn)入待機(jī)模式，從而保證高濃度危險廢氣無法進(jìn)入RTO。當(dāng)VOC濃度儀Ⅱ檢測到廢氣濃度超過設(shè)計值時，稀釋閥打開從而保證進(jìn)入RTO的廢氣濃度不超標(biāo)，保證安全運行。

  ③泄壓、阻火裝置的完善

  廢氣總管、進(jìn)氣緩沖罐和焚燒爐爐膛頂部設(shè)置泄爆口，泄爆面積和管徑要通過計算且泄爆口為所在設(shè)備的上部，不得側(cè)面泄放。廢氣進(jìn)入前級堿洗塔前必須設(shè)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(jié)晶鹽對廢氣中有機(jī)物的吸附造成去除率下降的影響，可在反吹風(fēng)機(jī)前加裝蒸汽換熱器，使反吹時將吸附在爐底的有機(jī)物進(jìn)行返燒處理，提高去除率。在煙氣出口加裝換熱器，進(jìn)行余熱利用，熱水用于加熱污泥干燥等，提高熱利用率，達(dá)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(dá)到節(jié)能效果。