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醫(yī)藥化工RTO系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、常見(jiàn)問(wèn)題及解決辦法

目錄:行業(yè)新聞發(fā)布時(shí)間:2024-05-23 09:54:13點(diǎn)擊率:

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  近幾年,隨著環(huán)保整治的力度越來(lái)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(duì)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(duì)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??蛇_(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(yùn)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(yùn)行的穩(wěn)定性,降低設(shè)備維護(hù)成本,是每個(gè)選用RTO廢氣處理系統(tǒng)企業(yè)必須要面對(duì)的問(wèn)題。作者根據(jù)十多年從事的RTO廢氣處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、使用、改造的經(jīng)驗(yàn),總結(jié)出存在的問(wèn)題以及相應(yīng)的解決方案。

  1、系統(tǒng)主要存在的問(wèn)題

  RTO廢氣處理系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,必須從整體考慮,從頭到尾一起設(shè)計(jì),才能得到總體效果,如果一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,就會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而企業(yè)都是逐步發(fā)展起來(lái)的,工藝設(shè)計(jì)只局限于當(dāng)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn),隨著時(shí)間的推移,標(biāo)準(zhǔn)的提高,系統(tǒng)的問(wèn)題逐漸顯露出來(lái)。

  (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(wú)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(duì)RTO焚燒爐會(huì)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(shí),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(shí)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(yùn)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(méi)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(bào)警,當(dāng)有機(jī)廢氣濃度超過(guò)爆炸極限時(shí),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?dú)獗Wo(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(xiǎn)增加,降低了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。進(jìn)氣量不穩(wěn)定,忽大忽小,也是導(dǎo)致運(yùn)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(yùn)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(duì)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(yùn)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(duì)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(duì)各種腐蝕性氣體進(jìn)入RTO造成設(shè)備腐蝕的問(wèn)題,我們首先對(duì)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(wú)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(duì)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(duì)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(yùn)行穩(wěn)定性提高。

  鹵素廢氣各產(chǎn)氣點(diǎn)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(shù)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(duì)設(shè)備的腐蝕,以及避免產(chǎn)生二噁英。

  無(wú)機(jī)廢氣各產(chǎn)氣點(diǎn)統(tǒng)一匯總到車間無(wú)機(jī)廢氣總管,經(jīng)二級(jí)洗滌塔堿水洗滌后,進(jìn)入無(wú)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(duì)RTO設(shè)備的腐蝕。

  有機(jī)廢氣各產(chǎn)氣點(diǎn)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(gè)車間的有機(jī)廢氣經(jīng)二級(jí)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(duì)產(chǎn)氣點(diǎn)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(yùn)行提供保障。同時(shí)對(duì)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(jí)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(kāi)裂,曾進(jìn)行修理和更換。后來(lái)預(yù)處理洗滌塔、后處理二級(jí)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(duì)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(guò)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(wèn)題維修已避免,設(shè)備運(yùn)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(xiǎn),并降低了燃料成本。自2013年改用天然氣,燃燒器至今運(yùn)行穩(wěn)定,沒(méi)有因故障而修理。建議采用美國(guó)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(diǎn)火器、比例調(diào)節(jié)、閥燃料自動(dòng)切斷、UV火焰探測(cè)器。燃料和助燃空氣同步變化,穩(wěn)定燃燒。UV火焰探測(cè)器時(shí)刻對(duì)燃燒器火焰進(jìn)行感應(yīng),正常燃燒時(shí),火焰信號(hào)顯示;燃燒火焰熄滅時(shí),供燃料管路電磁閥自動(dòng)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(duì)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(gè)超限,連鎖關(guān)閉進(jìn)總管閥門,打開(kāi)緊急放空閥和蒸汽滅火閥,對(duì)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(shí)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(shí)可保護(hù)管道的安全。總管還設(shè)置了阻火器,以免發(fā)生火災(zāi)事故時(shí),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(yùn)行安全。

  RTO進(jìn)口前,總管道設(shè)置兩級(jí)VOC濃度檢測(cè)儀,一級(jí)VOC濃度檢測(cè)儀Ⅰ(包含兩個(gè)VOC濃度儀)安裝位置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(shí)間計(jì)算所得。若現(xiàn)場(chǎng)距離不足,可將管道來(lái)回布置,以增加廢氣在管內(nèi)的停留時(shí)間,保證大于儀表的響應(yīng)時(shí)間和閥門的執(zhí)行時(shí)間之和。

  當(dāng)VOC濃度儀Ⅰ檢測(cè)到廢氣濃度超過(guò)25%LEL時(shí),切斷閥關(guān)閉,緊急排放閥打開(kāi),此時(shí)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(xiǎn)廢氣無(wú)法進(jìn)入RTO。當(dāng)VOC濃度儀Ⅱ檢測(cè)到廢氣濃度超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí),稀釋閥打開(kāi)從而保證進(jìn)入RTO的廢氣濃度不超標(biāo),保證安全運(yùn)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(guò)計(jì)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(jí)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(duì)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(shí)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??刂葡到y(tǒng)廢氣濃度≥1350ppm時(shí),系統(tǒng)可維持自燃,達(dá)到節(jié)能效果。

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