揮發(fā)性有機(jī)化合物（Volatile Organic Compounds，簡(jiǎn)稱 VOCs）通常是指沸點(diǎn)低于 250℃的化學(xué)物質(zhì)，是最常見的一種大氣污染物。VOCs 主要來(lái)自醫(yī)藥、石油、化工、噴涂等領(lǐng)域排放的有機(jī)溶劑廢氣。它包含有烷烴、酮類、酯類、酚類、醛類、胺類、氰類等等。VOCs 在光氧化反應(yīng)下，極易形成二次有機(jī)物氣溶膠，導(dǎo)致酸雨、 霾、光化學(xué)煙霧等一系列環(huán)境問題。隨著環(huán)保整治的力度越來(lái)越大，有機(jī)廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，環(huán)保整治提升工作的大力推行，化工、醫(yī)藥以及汽車噴漆行業(yè)對(duì)有機(jī)廢氣的處理投入不斷增大。由于醫(yī)藥行業(yè)尾氣成分復(fù)雜選用設(shè)備困難，而蓄熱式氧化爐（RTO）對(duì)尾氣成分適應(yīng)性強(qiáng)，能夠有效地處理VOC以及廢氣異味，總體凈化效率高，能達(dá)到廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，因而得到了廣泛使用。

然而，在實(shí)際運(yùn)行中，由于各種缺陷造成系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定，存在安全隱患，而且設(shè)備維護(hù)成本高。部分企業(yè)和供應(yīng)商僅考慮系統(tǒng)的凈化效率和能耗，而忽視了系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)，導(dǎo)致RTO系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中時(shí)有安全事故發(fā)生。本文依據(jù)規(guī)范要求并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)從有機(jī)廢氣產(chǎn)生、系統(tǒng)處理流程設(shè)計(jì)、廢氣輸送管道設(shè)計(jì)、系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)、RTO系統(tǒng)主體設(shè)計(jì)等幾個(gè)方面提出了以下幾點(diǎn)分析和建議，供大家參考。

1醫(yī)藥行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)廢氣特點(diǎn)

    醫(yī)藥化工行業(yè)廢氣具有成分復(fù)雜，濃度波動(dòng)性大等特點(diǎn)。

1.1生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)

醫(yī)藥化工企業(yè)在投料、反應(yīng)以及回收、離心過(guò)濾、烘干等生產(chǎn)工序的各個(gè)環(huán)節(jié)中會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性有機(jī)廢氣。

    1.2 存儲(chǔ)運(yùn)輸環(huán)節(jié)

醫(yī)藥化工生產(chǎn)時(shí)，需要將大量化工原料通過(guò)槽車向儲(chǔ)罐中輸入有機(jī)溶劑，這些有機(jī)溶劑會(huì)直接生成廢氣，并通過(guò)儲(chǔ)罐頂部排氣管向外排放。此外，醫(yī)藥品大多是液態(tài)下存儲(chǔ)，揮發(fā)性會(huì)讓整個(gè)儲(chǔ)罐充滿 VOCs。

    1.3 固液堆場(chǎng)廢氣

醫(yī)藥化工區(qū)會(huì)建設(shè)有專門的收集處理醫(yī)藥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的固廢、污水等。在固液堆場(chǎng)周圍，如曝氣池、污泥濃縮池、調(diào)節(jié)池等容易產(chǎn)生濃度較高的 VOCs，且此處的 VOCs 具有散發(fā)點(diǎn)多、無(wú)組織排放的特點(diǎn)。

2系統(tǒng)處理流程設(shè)計(jì)

在選擇工藝的過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)廢氣成分、特點(diǎn)等進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，一般流程為廢氣收集、預(yù)處理、RTO焚燒、后處理及排放，如廢氣成分含有鹵素，一般工藝流程如下：

3廢氣輸送管道

    1.1系統(tǒng)風(fēng)量設(shè)計(jì)

醫(yī)藥廢氣生成后經(jīng)生產(chǎn)車間冷凝，回收其中的部分有機(jī)溶劑，通過(guò)排風(fēng)機(jī)進(jìn)入輸送管道，排風(fēng)機(jī)風(fēng)量及壓頭的選取應(yīng)能保證VOCs濃度低于最易爆組分或混合物爆炸下限的25%。

    1.2 生產(chǎn)車間輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    醫(yī)藥化工行業(yè)通常是間歇式生產(chǎn)，廢氣排放氣量波動(dòng)性較大，建議生產(chǎn)車間輸送風(fēng)機(jī)采用變頻控制，輸送風(fēng)機(jī)前端設(shè)置壓力檢測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置壓力參數(shù)，與車間輸送風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖變頻控制，維持車間支管段內(nèi)壓力穩(wěn)定。

    1.3 系統(tǒng)管道設(shè)計(jì)

    盡量使廢氣輸送管道整體宜呈微負(fù)壓狀態(tài)，可有效避免各管道內(nèi)廢氣泄露、相互串氣的風(fēng)險(xiǎn)。因此，廢氣輸送管道需要做風(fēng)壓平衡計(jì)算，確保管道呈微負(fù)壓狀態(tài)。

4預(yù)處理設(shè)計(jì)

    根據(jù)廢氣成分及特點(diǎn)進(jìn)行預(yù)處理設(shè)計(jì)，例如通過(guò)提高廢氣溫度可避免氣體冷凝對(duì)管道及設(shè)備產(chǎn)生腐蝕；通過(guò)設(shè)置噴淋塔可除去廢氣中的無(wú)機(jī)酸堿氣體，避免對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕及堵塞問題；通過(guò)設(shè)置干式過(guò)濾器可去除顆粒，避免堵塞撞擊蓄熱體等。

5 系統(tǒng)選材

    根據(jù)廢氣成分及特點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)使用材料進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，如選材不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問題，如廢氣來(lái)源中含有Cl或S等元素，廢氣經(jīng)過(guò)RTO焚燒之后會(huì)產(chǎn)生酸性氣體、硫化物、Cl-、鹽等。蓄熱陶瓷體由于質(zhì)量較大，支撐件通常要承受較大的應(yīng)力腐蝕，如廢氣中有殘留的Cl-、酸性氣體等，對(duì)設(shè)備本體、管道、RTO下室體及閥門易產(chǎn)生較大腐蝕，系統(tǒng)難以穩(wěn)定、有效運(yùn)行。

6系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

    1.1 管道排凝及防靜電設(shè)計(jì)

    醫(yī)藥生產(chǎn)車間預(yù)凈化一般會(huì)設(shè)置有冷凝和噴淋系統(tǒng)，廢氣輸送管道的拐點(diǎn)和低點(diǎn)會(huì)有積液凝聚，夏季積液揮發(fā)可能引發(fā)VOCs濃度超爆炸下限的風(fēng)險(xiǎn)，冬季積液凍結(jié)則可能造成管道損壞引發(fā)廢氣泄露的風(fēng)險(xiǎn)。因此，廢氣輸送管道應(yīng)依據(jù)《石油化工金屬管道布置設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，在管道拐角和低點(diǎn)設(shè)置排凝點(diǎn)，定期排凝，避免管道內(nèi)積液現(xiàn)象的產(chǎn)生。廢氣輸送管道一般距離較長(zhǎng)、管線復(fù)雜，氣體流速較快，管道內(nèi)會(huì)有靜電產(chǎn)生，如靜電大量積聚，會(huì)引發(fā)爆炸等安全事故。因此，廢氣輸送管道建議采用金屬管道，并依據(jù)《石油化工靜電接地設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，做好管道法蘭跨接和靜電接地。

    1.2 壓力泄放及阻火器設(shè)計(jì)

各生產(chǎn)車間出口管道上設(shè)置阻火器，避免爆炸事故擴(kuò)散到各生產(chǎn)車間，并在廢氣輸送管道的關(guān)鍵位置設(shè)置泄爆口，保證整個(gè)系統(tǒng)能夠及時(shí)、有效的泄爆。同時(shí)，廢氣輸送管道與RTO主體對(duì)接位置需設(shè)置阻火器，防止并阻斷RTO系統(tǒng)回火。

    1.3 氣體濃度檢測(cè)設(shè)計(jì)

主管設(shè)置LEL保護(hù)和系統(tǒng)旁路，保證RTO設(shè)備運(yùn)行安全。RTO進(jìn)口前，總管道設(shè)置兩級(jí)VOC濃度檢測(cè)儀，一級(jí)VOC濃度檢測(cè)儀安裝位置應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況設(shè)置于距RTO進(jìn)口的適當(dāng)位置，具體距離應(yīng)以廢氣的流速及儀表、閥門的反應(yīng)時(shí)間計(jì)算所得。若現(xiàn)場(chǎng)距離不足，可將管道來(lái)回布置或設(shè)置緩沖裝置，以增加廢氣在管道中的停留時(shí)間，保證大于儀表響應(yīng)時(shí)間和閥門執(zhí)行時(shí)間之和。當(dāng)二級(jí)VOC濃度儀檢測(cè)到廢氣濃度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，切斷閥關(guān)閉，緊急排放閥打開，此時(shí)RTO由新風(fēng)閥補(bǔ)入新風(fēng)進(jìn)入待機(jī)模式，從而保證高濃度危險(xiǎn)廢氣無(wú)法進(jìn)入RTO。當(dāng)一級(jí)VOC濃度檢測(cè)到廢氣濃度超過(guò)設(shè)計(jì)值時(shí)，稀釋閥打開從而保證進(jìn)入RTO的廢氣濃度不超標(biāo)，保證安全運(yùn)行。

    1.4 RTO超溫超壓泄放設(shè)計(jì)

    通過(guò)合理的設(shè)計(jì)泄爆口及高溫閥，可以將壓力及多余熱量進(jìn)行泄放，避免產(chǎn)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，有效的保護(hù)設(shè)備及管道。

    1.5 CDA緩沖罐及UPS電源設(shè)計(jì)

RTO系統(tǒng)突然斷電，其控制界面各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)無(wú)法實(shí)時(shí)反饋，閥門無(wú)法切換，存在廢氣燃燒及爆炸風(fēng)險(xiǎn)，因此RTO系統(tǒng)需要設(shè)置UPS備用電源及壓縮空氣儲(chǔ)罐。

    1.6 在線清洗裝置

    廢氣中有機(jī)物焚燒后產(chǎn)生的有機(jī)鹽冷卻后會(huì)形成結(jié)晶體，殘留在RTO蓄熱室底部及排煙管道的管壁上，廢氣切換時(shí)，未處理廢氣中的水汽、部分有機(jī)物（如甲醇等）被有機(jī)鹽結(jié)晶體吸附后會(huì)直接排入大氣，以上都會(huì)造成廢氣處理效率下降，同時(shí)也會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行，此外還可能引發(fā)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)?？赏ㄟ^(guò)在線清洗裝置進(jìn)行定期處理，提高系統(tǒng)處理效率及降低火災(zāi)隱患。

    醫(yī)藥化工行業(yè)在有機(jī)廢氣治理的過(guò)程中，需要科學(xué)應(yīng)用RTO設(shè)備，制定完善的應(yīng)用方案，發(fā)揮其在有機(jī)廢氣治理中的應(yīng)用價(jià)值。在充分了解有機(jī)廢氣排放特征的基礎(chǔ)上，確保RTO 進(jìn)口有機(jī)物的濃度低于爆炸極限下限的25%，并做好安全設(shè)計(jì)工作，提高設(shè)備運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。