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燃燒法CO、RCO、RTO凈化有機廢氣的設備裝置系統的安全措施

發布時間:2021-08-03 返回列表

對于用燃燒法凈化有機廢氣的裝置系統,一方面涉及的是可燃物VOC和輔助燃料(天然氣或燃料油);另一方面是氧化過程的能量釋放,此外,在操作過程中,由于廢氣中可燃物濃度的波動而可能意外地升高,管道中VOC的冷凝和局部地區積聚,或者因為監控系統的失靈等因素,存在著火燃燒和爆炸的危險,因此,在設計熱力燃燒裝置時,必須考慮操作人員和裝置系統的安全性。

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因為在燃燒室中始終存在一個穩定的火源,所以當有機廢氣濃度超過爆炸濃度下限時,會引起與廢氣流動方向相反的回火,并通過廢氣輸送管道直達生產裝置這種回火是可燃物與空氣均勻混合物的一種自發燃燒,并伴隨著溫度和壓力的劇烈升高,這里應區別爆燃( Deflagration)和爆震或爆轟( Detonation)兩個概念,爆燃是火焰以亞音速向前傳播,其爆炸壓力低于300psi(2067kPa);而爆震則是火焰以超音速向前傳播,其速度可高達馬赫數15,所產生的壓力可高達5000psi(34450kPa)當開始著火時,火焰前沿是爆燃,但如果碰到可以產生湍流的彎頭T形管及閥門時,則很快就變為爆震。

氣體爆炸產生的壓力可超過原來壓力7~8倍甚至更高,特別是當爆炸前沿在管道的彎頭、收縮、擴張處被加速而產生瞬時沖擊時,徑向壓力可高達30bar,而軸向壓力高達100bar(爆震),阻止火焰的傳播,就是要切斷爆燃和爆震火焰的前沿,不使其通過管道傳遞到生產裝置中去。

能夠產生湍流的構件均可加速火焰的傳播,而管子直徑的大小同樣對火焰傳播有影響,從爆燃轉變到爆震主要取決于管子的直徑和長度。一般講,管子直徑愈大,則在火焰長度較長時才能達到爆震。從阻火器到著火源間的距離應盡可能短最大不得超過15ft(4572mm),而且中間不得有障礙物(例如至多一個彎頭)。一般的有機廢氣凈化裝置設備都不可能按防爆要求設計,因而要采取防止回火的安全措施,即在凈化裝置和生產裝置間設置一道“防火墻”。

安全措施的要求和等級,主要取決于所處理有機廢氣的防爆等級和相應的安全規范。我國在石油化工系統中有關“防火防爆安全法規”和“防火防爆安全技術法規”。在國外,例如德國有防爆規程( Explosionsschutr Richlinien,EX-RL),將可爆炸的混合物出現的頻率分為0,1,2三個區域,以及按DN57165標準將可爆炸物分為五組;而美國則對防止回火的設計要求,將有機化合物分為A,B,C,D四類。

燃燒法凈化廢氣的裝置系統的安全措施大都采用防止回火的安全裝置室和生產裝置間設置的防爆安全裝置,目前主要有三類,即濕法防止回火法(液封法),干法防止回火法(用靜態火焰隔離器的防爆管或防爆震管),空氣稀釋法和噴射法(用噴射廢氣的動態火焰隔離法)。當然對此還必須配置相應的測量和自動控制系統,以便當廢氣濃度達到規定的界限值時,能及時報警并自動啟動安全裝置或切斷火源。

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