化學制藥廢氣收集系統安全設計和管理探討 - 諾和環保設備

 

 

化學制藥廢氣收集系統現狀
隨著化學制藥行業面臨環保壓力、VOC 整治壓力的不斷增大，VOC 整治要求提高，效率和濃度。廢氣進行收集、匯總后集中處理成為很多制藥企業的選擇。但是隨著RTO、RCO 等焚燒裝置的投用，有關焚燒裝置起火、爆炸的事故頻繁發生，其中大部分爆炸發生在廢氣收集管道內。
因為焚燒裝置一般投資較高，企業一般不會配備多套焚燒裝置，必然對廢氣進行匯總后收集，化學制藥行業廢氣種類多，成分復雜，產生源頭多，這_無形中增加了廢氣收集系統的復雜性，其復雜性甚至_了大型化工企業的廢氣系統。目前國內缺乏廢氣系統設計的_指導規范，大部分企業不得不摸著石頭過河，因為安全設施不到位，甚至以事故為代價。為給同行提供參考，筆者結合企業自身實際以及對收集系統的理解提出了廢氣收集系統設計和管理要求，供同行參考。
廢氣收集系統設計要點
化學制藥行業廢氣管道總體設計思路：根據廢氣種類進行分類輸送，進入焚燒系統的廢氣一般可分為含腐蝕性有機廢氣、普通VOC 廢氣、含氫氣廢氣三大類，緊急泄放的廢氣則可進入火炬系統。為提高廢氣輸送安全型，一般采取缺氧狀態下進行VOC 廢氣輸送，嚴格控制氧含量和靜電積聚風險。因為目前國內大部分企業無法實現對各車間廢氣中VOC 的異常_量排放進行有效監控，如果不能有效控制管道中氧含量，只要存在靜電集聚點火，_極易造成廢氣管道系統爆炸事故，這也是目前國內廢氣管道爆炸事故發生的重要原因，即沒有對廢氣管道中的氧含量和靜電進行有效控制，在車間源頭出現異常增量排放達到爆炸范圍的情況下_導致了事故的發生。廢氣輸送動力系統可采用文丘里管或風機。下面_對廢氣收集系統過程的一些設計要點進行舉例：
（1）氧含量控制的設計。要求廢氣產生點進入管道系統實現全密閉，禁止將敞口過程的廢氣接入，對于異常檢修狀態下的廢氣點_事先隔斷。
（2）靜電控制的設計。要實現靜電集聚控制，首先要選對管材，對于普通VOC 廢氣或含氫氣廢氣，可采用不銹鋼材質的管道，對于腐蝕性廢氣則采用導靜電的玻璃鋼管道，有效防止靜電集聚。其次，需要合理設計管徑，將廢氣輸送速度控制在安全范圍。一般普通VOC 廢氣控制在10m/s 以下，_高不能_10m/s，對于含氫氣廢氣則控制在7~8m/s。再次，對于管道上各類裝置的材質，同樣需要滿足導靜電要求，例如風機葉輪和殼體材質也_為導靜電的不銹鋼或玻璃鋼材質，阻火器也_選用配套的不銹鋼，禁止采用碳鋼材質，防止生銹引發的堵塞。_后，在施工過程還_注意對三通、轉角、焊接部位的打磨處理，防止尖角的存在。
（3）廢氣輸送動力系統的設計。因為每個企業規模不同，動力系統的設計可以采取不同的方式，如果只有1~2 個生產車間，則可以直接通過車間風機，將廢氣輸送到焚燒裝置，此時管道系統處于微正壓狀態。也可以通過焚燒爐進氣風機，直接將各車間廢氣抽拉到焚燒裝置，此時管道系統處于微負壓狀態。如果車間數量眾多，則可在各廢氣產生源頭按廠房或種類設置小風機，廢氣總管上設置接力風機，焚燒爐進口設置引風風機實現管道系統的輸送，此時大部分管道系統處于微負壓狀態，風機出口附近出現微正壓。廢氣總管的接力風機是否需要設置，還要根據輸送管線長度，各車間廢氣排放壓力等進行綜合考慮。廢氣大部分區域設置成微負壓狀態的原因是為了有效控制各廢氣源串氣的風險，將廢氣引導到同_向。一旦存在串氣，將造成后續各類安全、質量風險。
（4）廢氣管道預留的設計。廢氣管道系統一旦投用，要想進行改造將面臨較大的動火作業風險，施工難度大。為此，需要開展一些預留性施工。例如在各車間排放口設置預留口，在廢氣進管路前設置切斷用閥門，并配套盲板等。為防止各廢氣相互串聯，進入總管排放口應有_小間距設置，一般應間隔設置30 以上。
（5）排液系統的設計。廢氣進入管道系統，難免會存在冷凝，特別是經過水噴淋后的廢氣含有大量飽和水蒸氣，為此排液系統的設計尤其重要，否則可能會引起積液影響廢氣輸送，冬季還會導致冰凍，損壞管路。排液系統包括管道傾斜度、排液口、清理口等，排液口要設置在管道低位，要求所有管道低位都有排液口。
（6）安全設施配備要求。為_管道系統的安全穩定運行，還需要配套各類安全設施和檢測儀器。管道系統上可設置泄爆片、阻火器、氧含量檢測儀、LEL濃度檢測儀。泄爆片一般可安裝在風機或阻火器附近，泄爆壓力的選擇要高于廢氣管線正常壓力，低于管線耐壓。阻火器一般安裝在各風機進口、出口，同時根據保護目標需要，可在廢氣支管與總管匯總前安裝阻火器，以保護廢氣支管端各廢氣車間。同時因為不同型號、不同廠家的阻火器壓降差異較大，故需要在設計前首先考慮阻火器壓降。采購阻火器時，還要考慮阻火器的方向性。阻火器一般要選擇自帶溫度檢測的，便于當管道發生起火時，可通過阻火器上溫度的檢測，發現異常，并通過溫度連鎖報警系統和應急系統。為了實現對管道系統運行狀況的監控，實現安全風險的在線監控，還需要安裝壓力檢測、溫度檢測、流速檢測儀器等，并將上述重要參數集中到統一監控中心進行集中監控，當壓力、溫度、流速_設定值，即啟動報警系統，并對各異常信息按事故/事件進行原因分析和調查處理，防止再次發生。
（7）應急系統設計。因為廢氣輸送系統的火災爆炸風險較大，故需要設置應急系統。可在氫氣總管上安裝蒸汽滅火裝置，即當管道發生火災或爆炸，管道內溫度_設定安全值時，立即啟動應急裝置，將蒸汽通入管道內進行滅火。為保護各生產車間安全，防止廢氣總管系統起火對各車間的影響，在各車間進入廢氣總管前，設置溫度報警，當溫度_設定值，即切斷與總管系統的閥門，將廢氣排到車間緊急放空管。
廢氣管道系統管理要求
（1）進氣體前審批。目的是為了對接入廢氣系統的廢氣種類、排放參數、禁忌物等進行確認，防止誤接。
（2）積液的管理。管道積液應及時排放，冬季和夏季的排液頻次可略微不同，對每次排液應進行記錄，包括排液口編號、液體接收量、排液日期等信息，對于排液量異常增大的，還需要進行原因分析。有條件的企業還可以對積液中的組分、pH 進行分析，可監控未經審批排放的廢氣。當pH 低于6 時，_需進行原因分析。
（3）靜電管理。需要每年至少開展一次靜電檢測；每年檢修期間，還需要開展靜電接地設施完好性的檢查。
（4）管道的日常巡查。管道泄漏的原因包括焊縫，爆破片破損，法蘭連接密封圈破損，熱脹冷縮導致管道破裂等，因此需要對管道進行日常巡查，主要通過對管道跑、冒、滴、漏的巡查及時發現漏點；同時可定期采用氮氣進行氣密性試驗，并保留氣密性試驗的記錄。日常運行過程，則通過對管道中氧含量的監控，及時發現異常。
（5）管道監控參數的記錄和分析。視頻監控、溫度監控、壓力監控、氧含量監控等數據傳輸到集中24 小時值控中心進行監控。其中總管各段壓力情況須在運行過程中摸索，有相應的數據基礎后再形成具體管理要求。
（6）明確各類標識：包括爆破片的管路色標、排液口標識、阻火器標識等。