RTO催化燃燒廢氣治理系統(tǒng)的被動安全措施簡述

RTO催化燃燒作為一種相對比較徹底和有效地末端治理技術(shù)，已經(jīng)被廣泛的應用于各行各業(yè)，由于RTO催化燃燒具有較高的處理效率、節(jié)能效率和較低的運維成本，越來越被專家和客戶接受。
同時由于RTO催化燃燒技術(shù)水平的參差不齊，發(fā)生了很多安全事故，導致安全問題也越來越多的被關(guān)注到，在某種意義上，對于RTO供應商來說，達標排放已經(jīng)是最基本的要求，穩(wěn)定安全同等重要。本文將從燃燒和爆炸的基本原理說起，簡述RTO催化燃燒的一些安全措施。

對于RTO催化燃燒系統(tǒng)，治理的對象和使用的燃料分別是可燃物VOCs和天然氣或者柴油，氧化過程中會釋放熱量。例如在醫(yī)化行業(yè)，由于車間工藝廢氣排放的波動，造成VOCs的濃度有可能升高，管道中的VOCs在極冷的條件下發(fā)生冷凝和局部地區(qū)聚集，或者因為檢測系統(tǒng)故障等，使得RTO催化燃燒系統(tǒng)存在著火燃燒和爆炸的危險。所以我們在設計RTO催化燃燒系統(tǒng)時需要充分考慮操作人員以及RTO催化燃燒裝置的安全性。
燃燒室作為RTO催化燃燒系統(tǒng)的一個始終存在高溫和穩(wěn)定的火源的區(qū)域，當VOCs濃度超過爆炸下限的時候，會引起與廢氣流動方向相反的回火，并通過管道向其他區(qū)域傳播，這種回火情況是可燃的VOCs與空氣均勻混合物的一種自發(fā)的燃燒，并且燃燒的劇烈程度伴隨著壓力和溫度的升高而升高。
這里我們需要清楚這種自發(fā)的燃燒分為爆燃和爆轟兩種情況，爆燃是火焰以亞音速向前傳播，其爆炸壓力低于2067KPa，爆轟則是火焰以超音速向前傳播，其速度可高達15馬赫,所產(chǎn)生的壓力可高達34450KPa。著火開始時，火焰前沿是爆燃，碰到可以產(chǎn)生湍流的彎頭及閥門時，很快就會變?yōu)楸Z。
VOCs氣體爆炸產(chǎn)生的壓力可超過原來壓力的7-8倍甚至更高，特別是當爆炸前沿在管道彎頭、縮徑、擴徑處被加速而產(chǎn)生瞬間沖擊，徑向壓力可高達30bar，軸向壓力高達100bar。阻止火焰?zhèn)鞑?，就是要切斷爆燃和爆轟的火焰前沿，不讓它傳播至其他區(qū)域。
能夠產(chǎn)生湍流的結(jié)構(gòu)件均可加速火焰?zhèn)鞑?，而管徑大小同樣影響火焰?zhèn)鞑?，從爆燃轉(zhuǎn)變到爆轟主要取決于管道的直徑和長度。一般來說，管徑越大，則在火焰長度較長時才能達到爆轟。所以，從阻火器到RTO內(nèi)部著火源間的距離應該盡可能的短，最大不超過4米，而且中間不能有障礙物（比如最多一個彎頭）。
采取防止回火的安全措施就是在RTO入口配置符合規(guī)范的阻火器。阻火器需要符合的規(guī)范主要為GB/T13347和ISO16852。
目前在RTO設計時大都采用防止回火的安全措施。而這些措施目前主要分為三種方法，空氣稀釋法、阻火器和水封罐。這里要注意還需要配置相應的測量和自動控制系統(tǒng)，以保證RTO在運行時根據(jù)不同工況實現(xiàn)實時報警和安全聯(lián)鎖動作。
設計師需要充分考慮VOCs各種組分的不同特點，選擇不同安全措施，保障RTO系統(tǒng)安全應被視為環(huán)保設備設計的第一環(huán)節(jié)。
來源：環(huán)保