废气处理装置安全事故的成因及对策分析

王 奎

（深圳市城市公共安全技术研究院有限公司，广东 深圳 518000）

引言

随着环保法规日趋完善严格，废气处理装置工艺不断变革，废气处理装置种类日渐完善。工业废气种类繁多，主要包括有机废气（VOCs）、燃料、粉尘、酸雾、油烟等废气[1]。目前常见的VOCs 末端治理工艺有蓄热式燃烧（RTO）、催化燃烧（RCO）、直接燃烧（TO）、活性炭吸附脱附、低温等离子等。近年来废气处理装置事故频发、尤其是火灾事故，给企业带来较大困扰。这类安全事故不但给企业造成经济损失，也影响了企业的正常运营、订单交付。

1 事故成因分析

废气处理装置在正常工况下不易发生事故。但由于有机废气种类多、成份复杂、维护保养不到位等因素，加之近年来废气处理新方法、新工艺不断革新，这些设备投入市场时间短、安全性没有经过充分评估论证，致使废气处理过程中存在较大的事故隐患。经初步统计，近年来典型废气处理装置火灾事故，如表1所示。

表1 废气处理装置火灾事故案例

下面以UV 光解和活性炭联合治理的废气处理装置为例，对各环节存在的事故隐患进行分析。

1.1 管道/风机环节事故隐患

1.1.1 设计不当

一是选材错误。部分企业废气治理装置管道使用的材质为易产生静电的塑料，且缺少防静电措施。二是安全装置缺失。废气支管上未加装阻火器、防火阀。三是不当摩擦集热。部分设施采用轴流风机，皮带传动置于管道内部，直接与有机废气接触，高速传动中摩擦产生的热量容易成为点火源，诱发火灾。四是废气未进行预处理。很多产生废气源头，存在有机废气与粉尘颗粒共存现象，如果不经预处理采取除尘措施，粉尘颗粒容易堵塞活性炭。

1.1.2 操作不当

打开光氧设备前未提前10 min 开风机，未待管道内废气浓度降低后再关闭光氧设备。

1.1.3 维护不当

一是清理不及时。排风横管、排风竖管等管道未及时清理，集聚导致废气浓度过高、积液残留混合物过多引起二次爆炸。二是设备故障。风机缺乏维护保养，失油脱焊，导致金属摩擦产生高热、火花现象。

1.2 除雾水塔环节事故隐患

除雾水塔事故隐患主要表现为部分电机与塔体的距离过近，不符合规范要求；除雾水塔中的液下泵的泵体，未及时清理，被异物卡住导致电机发热引发火灾；电路老化，存在发生电路短路的安全隐患。

1.3 UV 光解环节事故隐患

该环节主要事故隐患为设备线路不防爆。如很多UV 光解装置灯座不防爆，灯头铜被氧化后接触不良；接地保护线脱落，电线超负荷、短路、发热引起明火；未按规范要求安装灵敏度可靠的温度、浓度测量装置；UV 光解、低温等离子等设施未做防潮处理，直接与水喷淋相连，加重电气安全隐患。

1.4 活性炭吸附环节事故隐患

该环节事故隐患未按要求定期更换活性炭，造成活性炭内油分过高，受太阳暴晒，温度升高，引起活性炭自燃；同时粉尘颗粒造成堵塞气孔，容易发生超压爆炸；未安装灵敏度可靠的温度、浓度测量装置；未配备自动喷淋灭火装置等。

2 事故防范对策分析

基于《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》（HJ 2026—2013）《涂装作业安全规程有机废气净化装置安全技术规定》（GB 20101—2006）等国家标准、行业标准，结合实践经验，对废气处理装置全流程、各环节进行深入研究分析后，提出以下事故防范对策措施。

2.1 管道/风机环节技术管控措施

刘玮等[2]认为化工企业在处理厂内有机废气时，应注重安全防范措施的设计；李星洋[3]认为化工产业日常运行中，通过配置完善的防爆电气设备，能够保障设备的安全稳定运行。

1）有机废气管道的材质应首选不锈钢材质，有利于更好的消除有机废气管路的静电。

2）管路在方案设计安装时要充分考虑坡度，便于积液排出，避免积液残留导致再度发生爆炸。

3）有机废气管道上安装阻火器，避免安全生产事故状况下的安全事故外扩散。

4）净化装置前设置风机正压操作时，风机与电机均应选用防爆型。

2.2 除雾塔环节技术管控措施

除雾水塔技术管控措施，主要为控制电机与塔架保持一定安全距离、做好设备的运营维护，加强喷淋废水的清理频次。定期检查液下泵的泵体，预防异物卡住而引起的电机发热。

2.3 UV 光解环节技术管控措施

UV 光解设备应括采用防爆电气设备设施及采用防爆电气线路，包括采用耐高温抗氧化的防爆陶瓷灯头，灯座等。

UV 光解设备启动必须与风机联动，以确保通风降温有效。使用UV 光解机器设备前提前打开离心通风机，待管道内有机废气浓度值降低后再打开光解机器设备。

UV 光解设备应安装灵敏度可靠的温度、浓度测量装置。

2.4 活性炭吸附环节技术管控措施

2.4.1 监测并控制活性炭箱温度

活性炭吸附器内应设置多个温度测定点和自动降温装置，当发出报警信号，应自动开启降温装置，避免引起活性炭自燃现象。吸附脱附催化燃烧工艺应配备氮气保护功能。

2.4.2 监测并控制气体浓度

检测及报警装置是安全生产的最后一道保障[4]。活性炭吸附器气体进出口应设置气体浓度检测仪，定时检测气体浓度。

净化装置应设置在通风良好的场所，并具有安全疏散通道或空间。

2.5 其他技术管控措施

建议逐步淘汰低温等离子等存在安全隐患的处理设备和不符合安全标准的UV 光解设施；强化有机废气预先处理，做好气渣分离；废气净化装置的选用，应选择净化装置的设计、制造，应由专业设计、制造资质的单位设计、制造，且具有完整的技术文件和图纸。

2.6 日常管理措施

一是建立健全与废气处理设备相关的安全操作规程。徐中轩[5]等提出生产单位对于新上环保装置进行全面论证，认真学习消化技术方案，完善操作规程和操作卡。并组织相关人员培训，尤其是岗位操作人员上岗前，应组织岗位安全培训。二是建立治理工程运行状况、设施维护等的记录制度。主要记录内容包括：装置的启动及停止时间；吸附剂、过滤材料、催化剂、吸收剂等的质量分析数据、采购量、使用量及更换时间。三是治理设备的维护应纳入全厂的设备维护计划中。监督维护人员是否根据计划定期检查、维护和更换必要的部件和材料，并要求维护人员应做好相关记录。对净化装置进行维护检修、更换活性炭、设施运行等环节，做好相关资料记录。四是定期组织进行风险识别和隐患治理，落实日常安全检查，重点检查设备设施、电气线路、安全设施、应急设施等是否异常并及时处理。

3 结语

本文全方位、全过程地阐述了废气处理装置存在的常见事故隐患，并提出防范废气处理装置事故技术措施、管理措施、应急措施等措施，能够有效帮助相关企业防范废气处理装置事故发生。