近些年來,我國不斷加強大氣環境治理工作,采取一係列措施(shī)減少VOCs排(pái)放。VOCs是一種或多(duō)種可揮發性大氣汙染物的總稱,包括烷類、芳烴(tīng)類、酯類、醛類等,存在於涉及(jí)石油化工物料的各類設備(bèi)中。對化工企業而言,尾氣治理的重點工作就是VOCs治理。
化工及相關領域常見的VOCs治(zhì)理方式
1變更物料。采用含有低揮發性有機物的物料代替含有較高揮發性有機物的物料。
2變更工藝。開發(fā)生產工序少的工藝(yì)代替生產過程複雜的生產工(gōng)藝,減少工藝環節中尾氣(qì)的逸出。
3減(jiǎn)少無組織(zhī)排放。加強(qiáng)含VOCs物(wù)料全方位、全鏈條、全環節密閉管理,儲罐、反應器高效密封,實行封閉式操作;生產車間實行密閉管理,減少廢氣外(wài)逸。
4減少泄漏。做好泵、管道等(děng)設備設施的維護保養工作,盡可能減少物料(liào)在輸送過程(chéng)中的泄漏。
5底部裝車。油品充裝采用底部裝車方式,對裝油時產生的油氣進(jìn)行密閉收集和回收。
6集中治理。配套建設VOCs收集、治理設施,對生產係統排出的尾氣進行統一回收,集中處理,如采用蓄熱式(shì)燃燒(RTO)、催化燃燒(RCO)、直接燃燒(TO)、活性炭吸附脫附、低溫等離子等治理工藝。
VOCs治理中潛在的安全風險
在VOCs治理過程中,存在一些安全風險,如果不能準(zhǔn)確識別,就可能引發安全事故。結合常用環保改造方式和現有事故分析,尾氣治(zhì)理過程中可能存在(zài)的風險主(zhǔ)要有以下10點。
1企業變更(gèng)物料(liào),未按照變更管理要求開展風險分析。
2油品儲罐實行密(mì)閉操作,可能造成罐頂呼(hū)吸(xī)閥(fá)不能正常工作,物料儲存過程(chéng)中的安全風險(xiǎn)加大(dà)。
3含油汙水池(chí)、汙水處理係統實行封閉式管理,可能(néng)使可燃氣體積聚,易發生爆(bào)炸事(shì)故;生產車間密閉(bì)管理,可(kě)能會造成廠房內通風不暢,使逸出的氣體出現積聚,易發生爆炸。
4尾氣集中收集,可能會使不同尾氣相互發生反應(yīng)或尾氣串入其他儲(chǔ)罐並(bìng)與儲罐中的物料發生反應,帶來新的安全風險(xiǎn)。
5為控製油氣(qì)揮發,在運輸途(tú)中關閉槽罐車頂部呼吸閥與罐體間(jiān)閥門,易造成槽罐內壓力升高(gāo),在泄(xiè)壓時(shí)容易發生物料泄漏(lòu)。
6增設環保治理設施,往往涉及動火作業等特殊作業,如果特殊作業(yè)管理與承包商管理不(bú)到位,容易引發火災爆炸事故。
7增加油氣回收設施,容(róng)易導致(zhì)與易燃易爆場所防火間距不足(zú),進而增加安全風(fēng)險。
8尾氣治理改造中忽略了按規範要求選(xuǎn)用防爆電氣設施,在爆炸危險區域選用非防爆電氣,存在(zài)電氣火花引發火災事故的風險。
9新增(zēng) RTO未進行安全風險評估論證,對於廢(fèi)氣成分複雜的(de),未進行HAZOP分析並采取相應的安全措施。
10改造完成後,員工培訓不到位,試生產過(guò)程(chéng)可能存在新的作業風險。
8條環保改造風險管控(kòng)建議
為做好環保改造中(zhōng)的風險管(guǎn)控,建(jiàn)議采取以下(xià)管控措施:
1全麵準確識別尾氣回收和治理過程(chéng)中存在的各種風險,把管控措施挺在前(qián)頭。
2加強尾氣回收設施改造時(shí)的風險評估,確保風險可控的情況下,再經正規設計,並(bìng)加強改造施工作業管(guǎn)理。
3編製回收設施投(tóu)用時的試生產方案,科學組織(zhī)試(shì)生產工作。
4對不同尾氣(qì)混合集中收集時,應對各種尾氣(qì)間的相互影響開展風險分析,弄清尾(wěi)氣的危險特性。對尾(wěi)氣的組分,危險性、爆炸極限、閃點、燃點等進行檢定和檢測,全麵掌握尾(wěi)氣(qì)的安(ān)全風險,避(bì)免發生反應(yīng)。
5在密(mì)閉廠房內,應采用集氣罩、氣相軟管(guǎn)等設施,回收(shōu)無(wú)組織(zhī)排放(fàng)的氣體,同時保持良好的通風,減少揮發物局部積聚現象。
6對RTO的點火裝置與收集風機、混合氣體(tǐ)緊急排空裝置進(jìn)行科學聯鎖保護,一旦出現點火故障、混合氣體燃燒濃度(dù)不夠等情況,應當聯鎖切斷風機、止回閥門,同時排空係統內的爆炸性混合氣體。
7對廢(尾(wěi))氣管道的防回燃(火)設施進行檢查和優化,特別是對於車間(jiān)間、區域間、管道與RTO連接處等區域部位,應當組織專家對設置止回、防(fáng)火、防爆等安全裝置的安全風險進行辨識和論證,在確保(bǎo)安(ān)全的前提下設置防止回燃(火)的單向止回(huí)、防火閥等。
8油品儲存企業可結合實際采用(yòng)氮封措施,避免油(yóu)品直接和空氣接觸,減少VOCs逸出。
曆史上發生的典(diǎn)型環保改造及相關事故
近年來,發生了多起(qǐ)與環保(bǎo)改造相關(guān)的安全事故。
工藝(yì)尾氣改(gǎi)造方麵
2017年12 月 9 日淩(líng)晨 2 時 20 分左右,連雲港聚鑫(xīn)生物科技有限公(gōng)司發生爆炸(zhà),造成10人死亡。事故直接原因是尾氣處(chù)理係統的氮氧化物(夾帶硫酸)串入1#保溫釜,與釜內物料發生化學反應,在緊急卸壓放空時,遇靜電火花燃(rán)燒。隨著釜內壓力驟升,物料大量噴出,遇燃燒(shāo)火源發生爆炸。事(shì)故發生前(qián),該企業對四車間脫水(shuǐ)釜、保溫釜、高位槽的直排尾氣(qì)進(jìn)行了改造。不過,原本應采用碳鋼管道的尾氣管道(dào),企(qǐ)業使用了PP塑料管道。運行中,企業又擅自將改造後的尾氣處理係統與原(yuán)有的氯(lǜ)化水洗尾(wěi)氣處理係統連通(tōng),中間僅設置了一個管道隔膜閥,原本兩個獨(dú)立(lì)的(de)尾氣處理係統實際串連成一個係統。這為事故(gù)的發生埋下了隱患。
政府在對該事故的通(tōng)報中特別強(qiáng)調,要切實加強環(huán)保尾氣係統改建項目的安全風險評估。環保部門(mén)要(yào)研究(jiū)出台新建、改建環保尾氣係統安全風險評估(gū)管理辦法。嚴防環保隱患轉化成安全生產隱患,導致(zhì)生產安全事(shì)故發生(shēng)。
2016年4月1日,大(dà)名縣福泰生物科(kē)技有限公司發生一(yī)起硫化氫中毒事故,造成3人死亡,同樣是與工藝尾氣改造相關。該企業廢水池廢(fèi)氣與裝置廢氣共用吸收塔,工藝設(shè)計(jì)不合理,埋下事故隱患。當企業在排放試(shì)生產產生的硫化鈉廢(fèi)水時,未開啟尾氣吸收塔,導致含(hán)有硫化鈉的堿性廢(fèi)水與廢水池中存有的酸性廢水反應釋放出(chū)硫(liú)化氫氣體。硫化氫經廢氣總管回串至車間抽(chōu)濾槽並逸散,致使在附近作業的1名人員中毒;施救人員盲目施(shī)救,導致事故後果(guǒ)擴大。
儲罐(guàn)尾氣(qì)改造方麵
2019年4月3日(rì)20時40分左右,江蘇中(zhōng)丹化工技術有限(xiàn)公司汙水處理車間1號廢水罐頂部起火,燒毀了1號廢水罐與2號廢水罐之間連接(jiē)管上的塑料閥門。起火約3分鍾後,2號鋼質廢水罐發生燃爆。根(gēn)據事故分析,該企業環保設(shè)施安全管理存在缺失,對廢水(shuǐ)中含有少量雷尼鎳顆粒可能暴露(lù)在空氣中發生自燃(rán)、廢水中低濃度甲苯在密閉容器中揮發可能達爆炸極限的安全(quán)風險,企業未進行辨識分析(xī),也未采取有效的安全(quán)防範措施。
廢水池加蓋方麵(miàn)
2019年10月11日,安康市恒翔生物化工有限公司汙水處理廠,1名女工在複產檢查時跌落汙水池,另外5人在施救(jiù)過程中相繼墜池,施救中(zhōng)造成事故擴大,造成6人中毒窒息死亡。這(zhè)是典型的汙水池加棚蓋密閉後,形成受限空間,因企業停工期間停用了排氣扇,致使汙水(shuǐ)池棚蓋積聚有害氣體。
蓄熱式焚燒爐(RTO)方麵
2020年8月(yuè)19日中(zhōng)午,浙江(jiāng)某開發區一企業廢(尾)氣管道(dào)發生爆裂。
2015年3月8日9時43分(fèn)和3月27日(rì)3時(shí)20分,江蘇某化工(gōng)企業RTO淨化(huà)係統連續兩次(cì)發(fā)生爆炸。事故雖沒有造成人員傷亡,但聚合物多元醇車間(jiān)引(yǐn)風機(jī)損壞,現場(chǎng)儀表燒毀,RTO部分裝置損毀嚴重,直(zhí)接經濟損(sǔn)失達100餘萬元。
寧波石化經濟開發區某企業RTO裝置曾(céng)因有(yǒu)機廢氣排放濃度短時間超高(超過設計上線),燃燒(shāo)室溫度急速上升、高溫尾氣與高濃度有(yǒu)機氣體混合,導(dǎo)致RTO排放口發生爆炸(zhà)。
煤改氣方麵
2017年12月(yuè)19日,山東日科化(huà)學股份有限公司幹燥一車間低(dī)溫(wēn)等離子環保除味設備發生一起火災事故,造成7人死亡。事故直接原因是幹燥(zào)一車間對未通過驗收的燃氣熱風爐進行手動點火(huǒ)(聯鎖未投用),導致天然氣通過(guò)燃氣熱風爐串入幹燥係統內,與係統內空氣(qì)形成爆炸性混合(hé)氣體,遇到電火花發生爆燃,並引(yǐn)燃其他可燃物料,發生火災事故。
事故發生(shēng)前,日科化學公司在進入(rù)幹燥(zào)塔(tǎ)的熱風管道上增加了一套天然(rán)氣直接燃燒加熱係統,將(jiāng)燃燒後的天然氣尾氣及其空氣混合(hé)物作為幹燥介質。當班班長(zhǎng)在控製室啟動天(tiān)然氣加熱係統的瞬間,天然氣通過新增設的直接(jiē)燃燒加熱係統串入了幹燥係統,並與(yǔ)幹燥係統內空氣形(xíng)成爆炸(zhà)性混合氣體,遇點火源引發爆燃。
該起事故暴露出企業安全風險意識差,對(duì)“煤改氣”產生的安全風險辨識不足,變更管理缺失,新(xīn)增的天然氣加熱係統未經正規設(shè)計(jì),沒有操作規程,有關管(guǎn)理及操作人員專業素質不滿足安(ān)全生(shēng)產要求等問題。
環保改造施工方麵
近年來,環保改造施工過程中發生的事故也很多。譬如,2014年5月2日15時09分(fèn)許,廣元市天森煤化有限公司生產廠區內隔油沉澱(diàn)池蓋板上方,工人進行水(shuǐ)泵(bèng)管道焊接安(ān)裝(zhuāng)動火作業時發生爆炸(zhà),造成3人死亡,事故直接經濟損失260萬餘元。根據事故分析,該企業改(gǎi)變事故池用途,將部分事故(gù)水(shuǐ)池改建(jiàn)成3口隔油沉澱(diàn)池,並將隔油沉澱池上部用水泥預製板進行封閉,導致含油汙水中揮發氣體(tǐ)不能及時排出,在隔油沉澱池內形成爆炸性危(wēi)險源。加之工人違章冒險操作,在未取得動(dòng)火(huǒ)作業許可(kě)和(hé)采取必要安全措施的情況下,使用電弧(hú)焊焊接管道(dào),產生的火花引燃爆炸性混合物。這是一起典型的發生在廢水池加蓋過程的安全事故。
2017年6月(yuè)19日,格爾木市青海鹽湖工業股份(集團)有限公司化工分公司根據環保要求開展(zhǎn)回收炭黑水改造,改造過程(chéng)中儲(chǔ)槽發生閃(shǎn)爆,造成4人死亡。
2018年1月24日11時20分, 吐魯番市恒澤煤化有限公司18萬噸焦油加工環保改造項目發生閃爆事故,造成3人死亡,直接經濟損失532.16萬元。
2018年2月3日上午10時51分,臨沂市金山化(huà)工有限公司發生爆燃事故,造成5人死亡。根據事故(gù)分析(xī),該企業裝置尾氣管線改造過程中使用塑料焊槍時,引燃尾氣管線中四甲(jiǎ)基矽烷、氯甲基三甲基(jī)矽烷等可(kě)燃性(xìng)氣體,回火引爆分離(lí)釜內物料。
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