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當下化工行業的生產面臨著巨大的環保壓力、廢氣治理壓力不斷增大，廢氣治理要求提高。廢氣進行收集、匯總后集中處理成為很多化工企業的選擇。蓄熱式廢氣焚燒爐（Regenerative Thermal Oxidizer，簡稱 RTO）作為末端控制技術在石油化工、精細化工、汽車涂裝等行業得到了廣泛應用，為醫藥、化工等間歇生產企業的有機廢氣凈化治理開啟了新的篇章。
用RTO廢氣處理設備投資較高，企業一般不會配備多套焚燒裝置，而匯總后的廢氣種類多，成分復雜，產生源頭多，加之 RTO廢氣處理設備廠家和企業安全設計經驗匱乏，導致 RTO廢氣處理設備在投入使用后，發生了不少生產安全事故。如何正確選用、安全使用RTO廢氣處理設備成為 VOCs整治過程中一個新的課題。筆者根據多年的精細化工行業揮發性有機廢氣整治工作經驗，對江蘇某化工企業 RTO 爆炸事件進行事故原因分析，并由此提出了 RTO焚燒系統收集、處理的管理要點，按照本質安全和日常管理相結合的原則，提出事故預防對策，供廣大RTO廢氣處理設備廠家及使用單位借鑒。
1. 事故簡介
江蘇某化工企業RTO凈化系統在2015年3月8日9時43分和3月27日3時20分兩次發生了爆炸。事故沒有造成人員傷亡，聚合物多元醇車間引風機損壞，現場儀表燒毀，RTO 部分裝置損毀嚴重，直接經濟損失達100余萬元。
2. 事故時車間生產情況
該企業生產方式為間歇性生產，根據企業提供資料，事故發生時僅POP、PL1/PL2產品的工藝廢氣通過DN50~DN350不等的金屬管道進行了收集（主要污染物為環氧乙烷、環氧丙烷、三甲胺、異丙醇、苯乙烯、丙烯腈等），廢氣收集后通過引風機進入RTO焚燒，該RTO為R-RTO（旋轉式蓄熱焚燒爐）。
3. 事故原因分析
3.1.事故直接原因
調查發現，企業真空泵尾氣出口溫度達73℃以上，根據有機廢氣冷凝效率計算，公式見式（1）～（3）。
式中：C1為氣體的冷凝前濃度，g/m3；C2為氣體的冷凝后濃度，g/m3；M 為氣體物質的分子量；P1為氣體在T1時飽和蒸氣壓；P2為氣體在T2時飽和蒸氣壓；R 為常數，為8.314；P為大氣壓，101325 Pa；η為冷凝效率。
通過理論計算，當真空泵出口尾氣溫度為75℃時，各有機物飽和濃度均極高，如果廢氣稀釋倍數不夠極易發生安全事故?，F場測得單套 PL 真空泵中環氧乙烷廢氣流量約120 m3/h，3套合計360 m3/h，事故發生時焚燒爐實際處理風量不超過5000 m3/h，混合氣體中有機物總濃度的對應體積比約7.2%，即使僅接入1套含環氧乙烷尾氣，其平均濃度2.4%也處于對應的爆炸范圍之內，由此可見，真空泵出口尾氣排放溫度過高，而有機物沸點較低，導致污染物排放濃度過高，同時相應的稀釋倍數不夠，外加環氧丙烷、環氧乙烷的化學性質活潑，最終導致接入焚燒爐中的廢氣達到相應爆炸極限，從而造成爆炸事故的發生。
3.2.事故間接原因
1）收集系統設計不合理。調查過程發現對于真空泵高濃度有機廢氣，企業均未進行冷凝回收預處理，且目前企業對 PL系統真空泵出口尾氣所設計的收集方式極不合理，真空泵出口所配備的傘形罩集氣量有限，尾氣收集總管僅DN50，正常運行時系統稀釋風量難以保證。
2）預處理措施不到位。該企業POP、PL1、PL2 車間對有機廢氣所采用的活性炭吸附未配備脫附再生系統，基本無效，末端所配置的不銹鋼高壓風機無變頻系統，導致廢氣收集管路系統中負壓值過高，能耗較高且不利于有機物的冷凝回收，所采用的金屬材質水洗塔強度較高，當系統發生爆炸等意外事故時無法起到有效泄爆的效果，導致爆炸產生的沖擊波沿著管道進一步往生產車間傳導，加劇了爆炸的次生危害。
3）RTO爐本體存在問題。本項目中部分產品含有氯元素，所采用的設備本體為SUS304，旋轉閥材質為 SUS316L，諸多案例表明，蓄熱陶瓷體由于質量較大，支撐件通常要承受較大的應力腐蝕，當體系含氯時（如環氧氯丙烷）高溫焚燒處理過程中將產生 HCl 等污染物，對設備本體、RTO爐旋轉閥易產生較大腐蝕，系統難以穩定、有效運行。
其次項目廢氣中含有部分丙烯腈、苯乙烯等有機物，上述物料在溫度較高時極易發生自聚合，導致 RTO爐蓄熱陶瓷體在使用一段時間后設備阻力變大，同時底部有高沸點有機物粘附現象，易引起火災等安全事故。
4. 事故預防對策
RTO在正常工況下不易發生火災、爆炸事故。但由于精細化工行業廢氣成份復雜多變、濃度波動大，易造成焚燒爐運行穩定性較差，存在一定的安全隱患。建議RTO 生產廠家及使用企業采取如下安全措施以防范 RTO 火災、爆炸事故：
1）優化收集系統。對吸風罩、風機選用進行規范設計，同時廢氣收集管線需統籌規劃，形成支管→主管→處理裝置→總排口的收集處理系統，確保廢氣收集效果。對于易燃易爆廢氣在設計收集系統和預處理系統時，不追求過高的強度反而有利于系統安全，不過即使選用強度不高的設備和材料，在RTO爐設備本體、廢氣收集管道等節點仍需安裝泄爆膜片。
2）強化預處理措施。由于精細化工行業廢氣排放濃度有較大的波動，因此需對各類不同濃度的有機廢氣進行混勻、緩沖和預處理，建議企業采用PP填料塔對有機廢氣進行預處理，由于PP填料塔強度不高，在發生事故時極易泄爆，最大限度的保證系統安全。
3）漸進化科學調試。RTO 爐調試時理應先進行空載調試，待空載調試穩定后再逐步接入低濃度有機廢氣，如企業污水池加蓋收集后廢氣、車間換風廢氣等，最終再逐步接入高濃度廢氣，同時對擬接入高濃度廢氣的排放流量、排放濃度進行檢測，重點關注峰時濃度，單一排氣點有機濃度宜控制在1000 ppm以內，最高不得超過5000 ppm。
4）安裝在線監控系統，設置電控系統操作間。RTO 爐凈化處理系統是一項人機高度結合的設備，雖然其自動化程度較高，但必須安排專人進行維護與管理，如 RTO 爐在發生爆炸前有機物濃度常會在短時間內迅速升高，此時系統若有人值守則可提前發出預警并采取必要的措施，避免事故的發生；同時對 RTO各系統尾氣安裝 TVOC 濃度在線監控系統，為企業管理提供必要的數據支撐。
5. 總論
綜上所述，企業在結合實際的生產情況之下還要確保RTO廢氣處理設備進口有機物的濃度低于爆炸極限下限的25%，是精細化工企業安全有效使用RTO處理有機廢氣的關鍵要素。
