廢氣處理設備設施安全事故案例分析（一）：低溫等離子體處理VOCs事故案例

工業廢氣種類繁多，主要包括有機廢氣、燃料廢氣、粉塵廢氣、酸霧廢氣、油煙等。工業廢氣根據其排風量、溫度、濃度及本身化學物理性質，其治理方法各不相同，有機廢氣采用活性炭纖有機廢氣凈化器、催化燃燒、RTO、低溫低離子、光催化氧化等；酸堿廢氣采用酸堿中和方法，酸堿廢氣凈化塔；硅烷廢氣一般采用不銹鋼硅烷燃燒塔處理；惡臭廢氣處理一般采用生物除臭以及光催化氧化或者活性炭吸附等。

以VOCs治理為例，目前常見的VOCs末端治理工藝有蓄熱式燃燒（RTO）、催化燃燒（RCO）、直接燃燒(TO)、活性炭吸附、低溫等離子等。但VOCs廢氣成分復雜，通常為多種易燃易爆的混合有機氣體，前期的技術工藝選擇不到位或這些裝置的投入使用不加以專業管理和控制，往往會帶來新的安全隱患。比如低溫等離子裝置電暈放電著火問題；RTO裝置爆炸問題；活性炭裝置自燃以及危廢處理問題。

1、低溫等離子體處理VOCs事故案例

低溫等離子體是通過電子束照射、電暈放電、介質阻擋放電、沿面放電、輝光放電、孤光放電、微波放電、射頻放電等方式產生的，而低溫等離子體外理VOCs電極結構形式主要為電暈放電和介質擋放電，目兩者放電的原理都是高壓放電，在外理易燃易爆的揮發性有機物氣體及所外電氣防爆區域使用，都非常危險，所以，原國家環保部2013第31號文《揮發性有機物污染防治技術政策》筆27條明確規定，使用低溫等離子技術要注意爆炸、火災等安全因素。

依據：《揮發性有機物污染防治技術政策》

事故案例

2017年6月20日，天津某樹脂有限公司在安裝調試環保設備過程中，發生一起爆炸事故。

事故原因

合成樹脂生產廢氣的排放環節主要有：

①原料投加及投料孔(處)若密閉性不好，原料投加過程將會發生逸漏，逸漏出來的物質無組織揮發、擴散；

②聚合反應過程中未參與反應的原料和有機溶劑將以廢氣形式排出反應釜，未參與反應的原料以及有機溶劑將從廢氣排放口處排出，有組織揮發、擴散：

③產品及中間產品卸放時，若密閉性不好，或卸放過程自動化水平不高，將會發生逸漏，逸漏出來的物質無組織揮發、擴散；

④原料和有機溶劑儲存過程中發生泄漏，以及原料和溶劑儲罐發生大、小呼吸排氣，作無組織揮發和擴散。由此可見未聚合的物料、溶劑的不凝氣及樹脂粉塵均可能引起爆炸。

該樹脂有限公司使用的低溫等離子體廢氣外理設備，屬干電暈放電，其原理是當氣體擊穿后絕緣破壞，其內陰降低，放電訊速越過自持電流區后便立即出現電極間電壓減小的現象，并同時在電極周圍產生昏暗輝光。

從事故調查結論可以看出，低溫等離了體廢氣處理設備未采取濃度高高聯鎖，當入口廢氣濃度達到爆炸下限時，設備尚可啟動運行。從事故現場照片可以看出，低溫等離子體廢氣處理設備為常壓設備，在爆炸后頂蓋完全掀起，側門全部頂開，設備本體不能承受內部有機氣體或粉塵爆炸的超壓，發生爆炸時設備本體嚴重破壞。

安全建議

①在低溫等離子體設備聯鎖方面，應設置入口總烴濃度高低報警和高高聯鎖等措施；

②在低溫等離子體裝置運行操作方面，放電之前必須對反應器內的氣體用空氣或惰性氣體置換足夠時間，待反應器內氣體濃度低于爆炸下限的25%時方可啟動；

③在運行過程中必須對入口廢氣濃度進行在線監測，當進入反應器的氣體濃度達到或超過爆炸下限的25%時必須進行配風稀釋。