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环保设施安全管理培训

		点击数：	更新时间： 2025年07月04日
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目 录
简单回顾VOCs
环保设施安全管理策略
活性炭吸附设施技术与安全
VOCs回收设施技术与安全
UV光解设施技术与安全
脱硫脱硝设施技术与安全
总结
VOCs及固定源排放
挥发性有机化合物
Volatile Organic Compounds ，简称VOCs
备注：国际上较公认的定义:
在常压下，任何沸点低于250℃的有机化合物，或在室温(25℃)下饱和蒸气压超过133.32Pa，以气态分子的形态排放到空气中的所有有机化合物的总称。

VOCs废?中有机物是由分???和化学结构不同的烃类和?烃类组成的混合物，VOCs主要来源于大自然与人类活动。大自然的植物代谢、动物排放、森林火灾等均会产生挥发性有机物。人类活动进行的建筑装饰、垃圾燃烧以及石化行业的油气生产、运输、使用等都会产生大量挥发性有机物，其中以石化行业的VOCs排放为主。

备注：2
VOCs及固定源排放
VOCs的危害

呼吸系统
☆嗅觉、呼吸道、肺部
 几乎全部VOCs；恶臭类，有机硫化物，含氯有机化合物，含氮有机化合物等
血液、神经系统、肝脏肾
☆易患白血病，肝、肾功能衰竭
 醛类，烯，烷烃，苯系物，含氯有机化合物，有机卤化物等
感官系统
☆刺激皮肤和眼睛
醛类最为突出；有机硫化物，含氯有机化合物，含氮有机化合物等
“三致”作用
☆致癌、致畸、致突变
苯系物最为突出，烯，含氯有机化合物，含氮有机化合物等
对环境危害
对人体危害
导致复合型污染
诱发灰霾形成
产生光化学烟雾
影响动植物生长
污染室内空气
备注：VOCs产生的主要危害有：环境污染、能源浪费。其具有较强的光化学反应活性，可与大气中的二氧化硫等物质生成臭氧，破坏大气层。也是雾霾颗粒的主要成分来源，对空气产生严重的污染；石油行业产生VOCs在给生产带来安全威胁的同时，还给能源造成了浪费。
备注：3
VOCs及固定源排放

气态污染物
VOCs
SO2
NOx

颗粒污染物
PM

大气化学反应
臭氧（O3）
其他强氧化剂
硫酸盐（SO42-）
硝酸盐（NO3-）
二次有机气溶胶（SOA）
二次气溶胶
烟雾
灰霾
酸雨
对环境重大影响，雾霾产生的关键因素
VOCs及固定源排放
1、炼油和石化
2、固定燃烧源
3、溶剂使用装置（工业源）
4、民用源
5、油品的储、运、销
典型固定源
VOCs及固定源排放
辅助设施
a 锅炉
b 冷却塔等
c 废水处理系统
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  原油
石油处理过程
分离过程
石油转化过程
?
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  各种中
  间产物
原料储运
装卸过程
  产品
无组织VOCs排放
有组织排放，工艺废气等和无组织逸散的VOCs排放
产品储运
装卸过程

生产工艺排放
1、炼油和石化
VOCs及固定源排放
    锅炉
电厂锅炉
工业锅炉
民用炉具

工业炉窑
冶金工业
建材工业
2、固定燃烧源
VOCs及固定源排放

净化设施
       风机

排
气
筒
集气系统
VOCs有组织排放
生产活动造成VOCs排放（喷涂、调配、印刷、清洗等生产活动）
产品的残留量很少

废弃物残留
VOCs无组织逸散
循环再用
VOCs的输入
（有机类原辅材料的使用）
涂料、稀释剂 、油墨、  
润版液、清洗剂、胶黏剂
汽车制造
工业涂装
包装印刷 
半导体/电子设备制造
人造板生产
防水卷材生产
医药生产
橡胶制品生产
3、溶剂使用装置（工业源）
VOCs及固定源排放
汽修
餐饮
干洗
医院

4、民用源
VOCs及固定源排放
加油站
储油库
油罐车

5、油品的储、运、销
固定源VOCs主要治理技术
工业源VOCs污染排放特征
 工业生产过程中所排放的VOCs种类多，性质差异大，需要不同的净化技术进行治理；
 在大多数情况下，生产工艺尾气中同时含有多种污染物，需要采用不同的净化技术进行分级治理；
 不同的生产工艺所排放的工艺废气工况条件（温度、湿度、颗粒物等）多样，在进行净化之前通常需要对工艺废气进行预处理。
固定源VOCs主要治理技术
工业源VOCs的排放控制方法
 使用低挥发性溶剂和粘胶原料，从源头控制有机废气的排放
源头控制
 对每一个排放源进行收集，将无组织排放废气有组织化
废气收集
采取回收、销毁等技术对废气进行处理（目前普遍使用的技术）
末端治理
固定源VOCs主要治理技术
VOCs末端净化技术
回收技术
销毁技术
吸 附 技 术
吸 收 技 术
冷 凝 技 术
膜 分 离 技 术
催 化 氧化 技 术
热 力 焚 烧 技 术
生  物  技  术

等离子体破坏技术
光 催 化 技 术
末端治理
备注：VOCs组合治理技术——在进行治理技术的选择时，除了废气中有机物的浓度以外，对废气的流量、温度和湿度等参数也必须进行综合考虑。

移动床式吸附浓缩+燃烧技术——旋转式的吸附浓缩装置边吸附、边脱附，其吸附效率要高于固定床吸附装置，成为目前国外低浓度VOCs治理的主流技术，近年来也开始在我国得到了应用；

固定床式吸附浓缩+催化氧化技术——吸附浓缩-催化氧化技术是将吸附技术和催化氧化技术有机地结合起来的一种组合技术，适合于大风量、低浓度的废气治理；
该技术是目前我国喷涂、印刷等行业大风量、低浓度有机废气治理的主流技术；

备注：13
目 录
简单回顾VOCs
环保设施安全管理策略
活性炭吸附设施技术与安全
VOCs回收设施技术与安全
UV光解设施技术与安全
脱硫脱硝设施技术与安全
总结
废气处理设施的安全管理目标
风险控制策略 ——

设计依据符合国标及行业标准、环评、安全等行政许可手续合规。

零事故的基础始于合适的风险评估(例如HAZOP)，然后才是风险分级和管控。

环保废气处理系统需要被纳入工艺安全管理，对系统可靠性、可用性进行管理。

电气防爆和选型要符合国家标准规范。

环保废气处理设施改动前，须进行变更管理MOC和风险评估。

废气处理设施的建设施工/改造/维护过程，须严格执行特殊作业票制度。

零污染、零火灾、零爆炸、零伤害
废气处理设施的安全风险分级管控

废气处理设施的安全风险分析
危险与可操作分析 HAZOP
目 录
简单回顾VOCs
环保设施安全管理策略
活性炭吸附设施技术与安全
VOCs回收设施技术与安全
UV光解设施技术与安全
脱硫脱硝设施技术与安全
总结
活性炭：常见的VOCs净化吸附剂
活性炭
活性炭是一种经特殊处理的炭，是将有机原料（果壳、煤、木材等）在隔绝空气的条件下加热，以减少非碳成分（此过程称为炭化），然后与气体反应，表面被侵蚀，产生微孔发达的结构 （此过程称为活化）。
由于活化的过程是一个微观过程，即大量的分子碳化物表面侵蚀是点状侵蚀 ，所以造成了活性炭表面具有无数细小孔隙。活性炭表面的微孔直径大多在2～50nm之间，即使是少量的活性炭，也有巨大的表面积，每克活性炭的表面积为500~1500㎡，活性炭吸附设施正是基于活性炭的这一特点。
特点
备注：蜂窝活性炭——把粉末状活性炭、水溶性粘合剂、润滑剂和水等经过配料、捏合挤出成型，再经过干燥、炭化、活化之后，制成的蜂窝状吸附材料。
活性炭纤维毡——指利用粘胶、聚丙烯腈或沥青纤维等加工的纤维毡、经过炭化、活化后制备的多空材料。
BET比表面积——指利用BET法测试的单位质量吸附剂的表面积，单位是m2/g
备注：19
活性炭：常见的VOCs净化吸附剂
吸附浓缩的核心
VOCs净化常用吸附剂
活性炭
硅胶
颗 粒 活 性 炭
蜂 窝 活 性 炭
活 性 炭 纤 维 毡
颗 粒 分 子 筛
蜂 窝 分 子 筛
颗 粒 硅 胶
活性炭纤维 
分子筛
分子筛涂覆材料
一、活性炭设施安全管理
活性炭吸附设备
备注：21
一、活性炭设施安全管理
活性炭吸附塔工作原理
备注：有机废气处理时使用颗粒活性炭，让气流通过活性炭层进行吸附，进而降低有机废气的浓度。而吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程，分子的自由能会降低。因此，吸附过程是放热过程，所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。
有机废气在活性炭中除了有物理吸附现象外，活性炭本身以及吸附的有机物还会与氧气发生缓慢氧化，其较大的比表面积会也会加剧这一氧化的过程。
此外当废气中含有一些不相容的化学物质时，其不相容反应在活性炭的催化下也会加速。这些都是放热的过程，同样会引起活性炭的热积聚风险。

备注：22
一、活性炭设施安全管理
活性炭吸附塔的优点：
备注：23
一、活性炭设施安全管理
设计阶段应遵照的行业标准
HJT 386-2007 环境保护产品技术要求 工业废气吸附净化装置
备注：24
一、活性炭设施安全管理
设计阶段应遵照的行业标准
HJ 2026-2013 吸附法工业有机废气治理工程技术规范
备注：25
一、活性炭设施安全管理
设计阶段应遵照的行业标准
HJ 2026-2013 吸附法工业有机废气治理工程技术规范
备注：26
一、活性炭设施安全管理
设计阶段应遵照的行业标准
HJ 2026-2013 吸附法工业有机废气治理工程技术规范
备注：27
一、活性炭设施安全管理
安全隐患分析
活性炭吸附设施的常见火灾风险
备注：1、由于活性炭吸附是放热过程，有机物的吸附和氧化会释放出大量的热量。
2、对于某些种类成分复杂的化合物（可能会发生不相容的反应而放热），在活性炭表面上的吸附和反应会释放出大量的热量，尤其是如果废气中的化学品浓度很高时，其放热过程能否达到着火点取决于最终的热量平衡，即能否及时的将热量移走。
3、而在吸附过程中，热移出的方式主要靠对流。当对流不利（风量较小）时，热量累积，碳床中的温度将升高到其着火温度，从而导致活性炭自燃或点燃可燃废气混合物。

备注：28
一、活性炭设施安全管理
安全隐患分析
由于活性炭吸附是放热过程，有机物的吸附和氧化会释放出大量的热量。在吸附过程中，热移出的方式主要靠对流……
活性炭吸附后饱和，活性炭的气孔被有机物液体堵住后就开始积聚热量（对流不利）气流无法带走热量，当碳床中的温度达到燃点时，活性炭自燃，或点燃废气混合物，这是最容易导致火灾的一个因素。
对于某些种类成分复杂的化合物，或者不同种类的工艺废气集中收集经活性炭吸附，可能会发生不相容的化学反应放热，升温。
活性炭箱的出口、废气洗涤塔出口的管线中的有机易燃物浓度持续升高，当浓度达到有机蒸汽爆炸下限 LEL，遇到上述两类温度带来的点火源，发生气体爆炸。
活性炭吸附设施的常见火灾风险
备注：29
从工艺上杜绝燃烧爆炸点火源：
风机马达等电器选型时，采用气体防爆，按照0区防爆电器选型，消除了一切由设备热表面或电器故障的点火源。
从工艺上杜绝爆炸氛围形成：
两个出口检测可燃气体的浓度超过LEL的25%时，通过连锁装置加大风机的进风量去稀释混合废气中的可燃气体浓度。
针对环保处理系统工艺过程开展危害与可操作分析HAZOP，从系统风险评估上识别所有各类可能的工艺偏差情况，量化风险大小，并根据风险级别进行消除或降低。
一、活性炭设施安全管理
危险源辨识和风险控制策略 —— 环保废气处理系统需要被纳入工艺安全管理
新设计、用途变更、设备/仪表变更前，按照变更管理MOC，重新评估风险，实际变更前控制好风险。
备注：辨识温度，易燃混合废气中有机物的闪点和饱和沸点是最基础的辨识依据，闪点越低，越容易被点燃。沸点越低，饱和蒸汽压越容易持续发生，液相变成气相就越快。外部环境高温也会促使废气液相更快的挥发。
辨识各类工艺废气，可燃气体的爆炸下限和上限，尤其是丙酮、甲醇、乙酸乙酯、二氯甲烷、甲苯等低闪点物质。
辨识活性炭塔周围的各处受限空间。
辨识爆炸性混合物氛围形成的各种可能性。
辨识化学反应风险：识别不同尾气混合后有无互相反应（不相容）风险。

备注：30
一、活性炭设施安全管理
活性炭吸附 - 脱附系统安全分析
一、活性炭设施安全管理
活性碳吸附床发生自燃和着火分析
活性碳吸附过程是放热的：
VOCs浓度过高。当气流中含有特定的高浓度化合物时，活性碳吸附和氧化反应会释放大量热量，特别是活性碳床处理了含有含氧烃类有机化合物、酮类、醛类、部分有机酸（如丙酸、丁酸）和有机硫有机化物（硫醇)等；
活性炭本身。吸附床温度能够达到自燃温度，活性碳吸附可以释放足够的热量达到其自燃并引燃整个碳床；活性碳吸附时燃点与活性碳品种及条件相关，活性碳燃点范围在300℃-600℃；
气流速度过低。足够的气流将消散活性炭床吸附所产生的热。活性炭床停止运行时就不再有气流，当其它危险因素存在时就会引发火灾。活性炭床本身导热散热很少，主要通过对流散热。
一、活性炭设施安全管理
事故案例1：
XX年8月XX日上午，某公司RTO废气焚烧炉塑料PP材质废气缓冲罐（利旧，内有活性炭，未识别到变更风险）发生爆炸事故。爆炸导致缓冲罐整体被炸碎，RTO前端风管断裂，部分碎片飞至周边路面，冲击波导致RTO冷却塔塔体剥离脱落、碱洗塔碱液管路泄漏；所幸当时周边没有行人通过，未造成人员伤害。
缓冲罐内残余的活性炭已经充分吸附了废气被堵住，开始缓慢放热直到温度达到燃点引燃废气中易燃易爆的气体。
备注：33
一、活性炭设施安全管理
事故案例2：
XX年7月XX日下午下班后，某公司2车间楼顶的活性炭吸附罐（废气预处理）发生着火。所幸发现及时，消防队前来将大火扑灭。
事故案例3：
XX年7月XX日中午11点左右，某公司1车间楼顶活性炭吸附罐（废气预处理）发生着火。因发现及时，火势在初期被扑灭。
备注：34
一、活性炭设施安全管理
案例分析
结合事故发生时现场调查、生产情况、 设备异常分析，这几起活性炭吸附罐着火和爆炸直接原因：
气温较高的情况下，工况复杂的废气经过活性炭处理（吸附）过程中发热（物理和化学）。
由于活性炭长时间未更换，灰分较高，床层散热较差，不利于对流散热，致使热量在床层中积聚，在其中形成局部热点，导致其温度达到活性炭的自燃点或温度达到了混合有机物气体的闪点。
同时部分空气进入废气中与可燃物形成爆炸性混合气体，最终导致了事故的发生。
事故原因分析
事故均发生在夏季高温，事故当日气温较高，太阳直射时间较长。白天平均气温达到了32℃以上。
着火的活性炭吸附罐中的活性炭长时间未更换，灰分杂质很多。
经过活性炭吸附罐的废气成分比较复杂。含有丙酮、乙酸乙酯、醇类、二氯甲烷、有机胺类以及酸性废气及碱性废气。
事故当天废气的浓度波动较大，均发生在低工况时，废气量减少，部分空气直接进入了废气中。
事故案例特征
备注：35
一、活性炭设施安全管理
活性炭设施火灾预防及安全措施
活性炭吸附过滤材料引起的火灾
一、活性炭设施安全管理
借鉴LOPA，按照风险控制优先顺序，列出各级保护层措施
吸附剂选择
控制吸附时间
惰性气体保护
化学反应风险评估
电气防爆设计
静电导出及防雷接地
LEL监测连锁保护
应急反应与人员培训
抑爆和泄爆
温度监控、紧急降温
大修/停车期间安全保护措施
设施运行状态检查管理
活性炭设施火灾预防及安全措施
备注：吸附剂选择：选择则行规厂家生产的高纯度活性炭，使用点火温度高，灰分低的活性炭作为吸附材料；防止活性炭杂质过多形成自催化，油气用于形成过氧化物吸附的废气治理。

控制吸附时间：由于吸附过程是罐体内有机废气积聚浓度升高的过程，需要严格控制吸附工序事件，即达到一定事件即便活性炭床未穿透，也要强制脱附，以防止局部空间形成爆炸氛围，

氮气保护：对于会产生高浓度有机废气的反应罐、贮罐、过滤器等设备，为避免与空气中氧气形成爆炸性混合物，最好采用氮封系统保护，氮气阀门和解析工序和温度监控形成连锁，进入解析工序后，先开氮气系统并以正压输送方式输送到废气总管。这一步相当于给炭床进行置换，空气中氧气含量达到体积浓度4%以下即相对安全。

LEL监测连锁保护：在洗涤塔出口与活性炭箱出口设置固定可燃气体探头，当可燃气体浓度一旦超过其LEL的25%时，通过工艺连锁，加大风机的进风量，稀释混合废气中的可燃气体浓度。

电气防爆设计：风机马达等电器设计选型时，采用气体防爆0区设计，消除了设备热表面或电气故障带来的点火源。

静电导出及防雷接地：废气介质在流经管道、活性炭床内部流通自然出现摩擦易形成静电，系统设计应考虑静电导出，包括炭床里面设计静电导出杆、整体设备的静电接地，仪表也要符合国标。

进口浓度控制：确保有机废气的冷凝装置满足生产负荷，所有的废气组分必须经过有效的冷凝处理，充分降低有机气体浓度。

化学反应风险评估：不相容的废气应单独预处理后再排入活性炭吸附罐中吸附处理；

温度监控：整个废气处理工艺上，例如吸附床层等多个断面安装温度监控，并与控制系统的PLC相连，PLC对所有温度信号监测包括对活性炭层的温度异常时，及时采取相应自动控制措施。

紧急降温：对于吸附和脱附在同一个处理单元的，需要设计。紧急降温系统由温水管理、水喷淋系统和自动阀门构成，当炭床温度高于设定值，一重保护对吸附装置进行降温（比如开启氮气降温保护的同时，二重保护紧急降温系统启动进行降温灭火。此外有条件的，三重保护蒸汽阀开启强制解析，有效防止活性炭床的自燃。

抑爆和泄爆：活性炭吸附装置的废气入口管路安装管路阻火器（阻爆轰型），管路上(分段)安装泄爆片，废气缓冲罐上安装泄爆板，泄爆板要有固定装置；

应急反应与人员培训：建立和完善废气处理设施火灾应急专项预案，加强培训演练，能及时扑灭初期火灾，防止火灾蔓延。

处理设施预防性维护运行状态检查管理：定期检查废气管路是否有不完整漏风的情况，要保证管路不漏气，风机只要持续的工作，活性炭箱体内形成微正压，外部空气很难进入活性炭箱；定期检查的内容包括VOCs治理设施状况，运行效果、技术参数指标、设备管道安全、设备壳体、内部、零部件、仪表、阀门、风机等方面基础检查内容。

活性炭床在停车期间的风险往往更高，因为停车期间没有气流流过来带走热量（通常活性炭床的气体流速达到0.2m/s就可以有效地带走所产生的热量），而且被吸附的一些易燃蒸气会部分脱吸出来，甚至与床层中的空气混合（如果存在空气）形成爆炸性混合物。因此，在大修和长时间停车期间，可以将活性炭床与储罐或上游工艺单元隔离，还在活性炭床中充氮气，或者持续维持引风装置运行，在床层中保持足够的气流速度。
备注：37
一、活性炭设施安全管理
涉活性炭吸附排污单位的排污许可证填报要求
排污单位应根据废气活性炭吸附处理设施设计方案确定活性炭更换周期，并在排污许可证申领填报系统固体废弃物污染物排放信息-申请排放信息模块中，“固体废物排放信息表”中“其他信息”对应废活性炭填报处填报活性炭更换周期，并在附件中上传废气活性炭吸附处理设施设计方案。
涉活性炭吸附排污单位的排污许可证填报要求
备注：38
一、活性炭设施安全管理
涉活性炭吸附排污单位的排污许可证填报要求
排污单位无废气处理设施设计方案或实际建设情况与设计方案不符时，参照以下公式计算活性炭更换周期，并在附件中上传计算过程，计算中动态吸附量取值高于10%的应上传含有动态吸附量取值依据的活性炭性能证明文件。
T=m×s÷（c×10-6×Q×t）
式中：
T—更换周期，天；
m—活性炭的用量，kg；
s—动态吸附量，%；（一般取值10%）
c—活性炭削减的VOCs浓度，mg/m3；
Q—风量，单位m3/h；
t—运行时间，单位h/d。
活性炭更换周期计算
备注：39
一、活性炭设施安全管理
涉活性炭吸附排污单位的排污许可证填报要求
计算周期示例
备注：40
一、活性炭设施安全管理
涉活性炭吸附排污单位的排污许可证填报要求
根据《排污许可管理条例》、《关于印发<重点行业挥发性有机物综合治理方案>的通知》（环大气〔2019〕53号）及《挥发性有机物治理实用手册》中的要求，排污单位应建立环境管理台账记录制度，对吸附剂种类及填装情况，一次性吸附剂更换时间和更换量，再生型吸附剂再生周期、更换情况，废吸附剂储存、处置情况，进行详细记录并妥善保存。环境管理台账记录保存期限不得少于5年。
涉及活性炭吸附排污单位的环境管理台账要求
备注：41
一、活性炭设施安全管理
涉活性炭吸附排污单位的排污许可证填报要求
排污单位在填报执行报告年报时，应在污染防治设施运行情况-污染治理设施正常运转信息模块，“废气污染治理设施正常运转情况表”涉及活性炭吸附处理设施的信息填报中，填报设施运行时间、运行费用、去除效率和废活性炭产生量等信息。
涉活性炭吸附排污单位的执行报告填报要求
备注：42
目 录
简单回顾VOCs
环保设施安全管理策略
活性炭吸附设施技术与安全
VOCs回收设施技术与安全
UV光解设施技术与安全
脱硫脱硝设施技术与安全
总结
二、VOCs回收设施安全管理
冷凝法原理
冷凝法是通过冷凝废气中挥发性有机物将其转化为液体而达到分离回收目的的方法。由于烃类物质在不同温度条件下蒸汽压是不同的，随着温度的降低，混合气体中烃类物质达到了过饱和状态，形成液体，进而达到回收挥发性有机物的目的。

冷凝法特点
冷凝法回收VOCs技术简单，受外界温度、压力影响小，也不受液气比的影响，回收效果稳定，可在常压下直接冷凝，工作温度皆低于VOCs各成分的闪点，安全性好;可以直接回收到有机液体，无二次污染。
备注：闪点越低，越容易被点燃。
沸点越低，饱和蒸汽压越容易持续发生，液相变成气相就越快。外部环境高温也会促使废气液相更快的挥发。
备注：44
二、VOCs回收设施安全管理
冷凝法的适用范围
处理高浓度挥发性有机物，特别是组分单纯的气体;
作为吸附净化或燃烧的预处理，以减轻后续操作的负担;
处理含有大量水蒸气的高温气体。

在实践中，一般要求VOCs浓度在0.5%以上时方采用冷凝法处理，其回收效率在50%-85%之间。
备注：45
二、VOCs回收设施安全管理
典型冷凝回收法工艺
备注：46
二、VOCs回收设施安全管理
冷凝装置系统
冷凝法的设备冷凝法所用的主要设备就是冷凝器，分为表面冷凝器和接触冷凝器两大类。

冷凝装置系统冷凝装置系统按照冷凝温度一般分为预冷、机械制冷、液氮制冷等部分。预冷器运行温度在混合气各组分的凝固点以上，进入装置的混合气温度降到4℃左右，可将大部分水除去，机械制冷可使大部分VOCs冷凝为液体而回收，若需要更低的冷温度，可以再连接液氮制冷，这样可使VOCs回收率达到99％左右。
备注：①表面冷凝器将冷却介质与废气隔离，通过间壁传热方式实现热交换使废气冷却典型的设备有列管式冷凝器、喷酒式蛇管冷凝器。使用这种装置，回收效率低。
②接触冷凝器将冷却介质与废气直接接触进行热交换，如喷淋塔、填料塔、板式塔、喷射塔等。

备注：47
二、VOCs回收设施安全管理
备注：不同的冷凝方法，主要指取得冷负荷的不同方法。
常用的机械制冷和液氮制冷，运用比较多的是机械制冷，液氮制冷方法因成本方面原因，目前推广速度收到很大影响。
其他两种余热制冷、膨胀制冷，对于VOC的排放工况不大适应这两种，所有推广速度也收到限制。
在VOC治理方面还有一种“压缩制冷”方法，实际属于机械制冷和加压结合的方法，也是由于VOC排放工况等原因，推广难度很大。

机械制冷原理还是热力学第二定律，通过活塞式或者螺杆式压缩机组，消耗机械能改变制冷剂状态，在制冷剂循环状态变化过程中，将热量从温度低的物质，传递给温度高的物质，从而使温度高的物质（例如有机气体）降低温度，发生相变从气态变为液态，即将VOCs气体（例如油气或烃类气态有机物）变成液体，实现净化回收的目的。
机械制冷主要配置“四大件”：制冷压缩机、蒸发器、节流器（膨胀阀或毛细管）、冷凝器（风冷和水冷两类）。

液氮制冷原理很简单，利用液态氮在气化（相变）过程吸收热量或者说释放冷量的原理，将VOCs气体降温液化。这种工艺方法简单，氮的沸点温度很低(-195.8℃)，可以支取深低温温度。但是液氮利用属于一次性的，气化以后的氮气在工厂治理端基本没有用途了，如果工厂端现场还可以再次利用氮气，而且需要气相的氮气和液氮汽化量对应，工厂可以考虑接受这种冷凝工艺，若气化氮气派不上用途，工厂会觉得成本过高一般没有应用价值。液氮技术在金属材料的冷处理、制药行业生产过程冷量取用方面应用较广。液氮的冷凝温度可以比机械压缩冷凝温度更低，可作为预处理工艺，将大多数油气冷凝回收，后续配套热力燃烧、催化燃烧或活性炭吸附工艺，从而实现更低的排放标准。
备注：48
二、VOCs回收设施安全管理
安全风险
?况设计缺乏统?技术规范和考核标准；

冷凝系统主要的机电设备配置不规范；

采?半封闭制冷压缩机组装装置的安全防爆措施不规范；

可燃有机废气冷凝后的易燃液体流经泵、储罐、管道途中，可能遇到静电累积。

冷凝后有机物的泄漏。
备注：安全风险
1、工况设计——同样采用冷凝工艺（或冷凝+吸附组合），同一个项目同一个VOCs排放流量规模上，不同厂家的技术方案配置的制冷压缩机功率甚至台数都不一样，分段冷凝的工况温度设置也有差异。例如处理200m3/h处理能力的油气回收装置，有的厂家设备配置功率只有30KW，有的厂家配置了50KW，其原因就是工况设计缺乏统一的技术规范和标准。
2、配置不规范——分段冷凝的三个阶段配置的压缩机组都不一样。
3、半封闭压缩机组防爆——涉及到VOC治理的设备，关于安全防爆的相关技术标准有GB3836、GB25285、GB25286等系列，包括电气设施和非电气设施的防爆要求。制冷系统主要设备就是制冷压缩机，由于VOC治理的处理规模要求，统筹压缩机功率范围在30kw-300kw：
3.1 全封闭的压缩机由于功率较小通常在10HP以下不能安祖治理VOC的系统配置，智慧应用在小型VOC局部治理例如用在加油站，——油气排放收集处理采用。     3.2 开启式制冷压缩机由于体积较大，也不采用。因此
3.3 半封闭制冷压缩机成为VOC治理冷凝工艺主要采用的机型，但是这类半封闭的压缩机组本身不具备防爆水平，正确的方法式采用正压防爆或者正压通风防爆的   
方法，解决冷凝工艺配置的安全防爆技术条件。
但是，国内生产VOCs治理设备的供应商，处于对成本考虑，大多都将半封闭制冷压缩机组采用“隔爆”方式解决冷凝工艺VOC系统设备的安全防爆，这样做的风险：
首先式没有国标规范作为依据，其次半封闭的压缩机结构不符合“隔爆”的技术条件，第三是半封闭制冷压缩机有些附件也不是防爆设计的产品。
备注：49
二、VOCs回收设施安全管理
风险控制措施
按规范严格设计和控制?况。

根据易燃液体的闪点、易燃蒸汽的LEL，对冷凝系统的电气配置采用正确的防爆选型。

对回收工艺过程的设备管线安装静电消除设施（跨接和接地），日常维护和检查。

对罐区、泵、管道沿线的泄漏检测和预防。

泄漏后的应急处理、围堵措施。

备注：50
目 录
简单回顾VOCs
环保设施安全管理策略
活性炭吸附设施技术与安全
VOCs回收设施技术与安全
UV光解设施技术与安全
脱硫脱硝设施技术与安全
总结
UV光解设施
UV光解是利用紫外线光束照射恶臭气体，裂解恶臭气体如氨、三甲胺、硫化氢、甲硫氢、甲硫醇、甲硫醚、二甲二硫、二硫化碳和苯乙烯，硫化物H2S、VOCs类，苯、甲苯、二甲苯的分子键，使呈游离状态的污染物分子与臭氧氧化结合成小分子无害或低害的化合物，如CO2、H2O等。

UV光解原理
臭氧氧化
活性氧氧化
恶臭物质分子键断裂
UV光解特点
24小时连续工作，运行稳定。
能耗低，运行成本低。
占地面积小适合紧凑和狭小的位置。
无机械风险、无噪音，无需专人管理和日常维护，只需定期检查。
恶臭气体无需进行预处理，工作环境温度
       -30℃ ~ 95℃，湿度 30% ~ 98%,. PH值在2~13

备注：UV光解 或 光催化氧化在工业废气治理上通常用在VOCs臭气治理，这是来自生态环境部对此VOCs治理技术的基本定位，那此两种技术虽然名字听起来类似，但还是有基本区别。

备注：52
UV光解原理
对于VOCs 的治理上，UV 光解只是将废气中VOCs 的分子键断开，变为小分子的VOCs，并不能消除VOCs。
备注：UV 光解：主要是以利用光能将废气物质的分子键断开，破坏分子结构， 并不是把废气物质分解为无毒无害的二氧化碳和水。
在除臭方面， 臭气成分的分子键一般为C-S 键272 kJ/mol、C-N 键305 kJ/mol、N-H 键389 kJ/mol 等，均小于254 nmUV 光471 kJ/mol 的能量，故可以直接利用UV 光打断分子键，改变臭气分子结构，去除臭味。
备注：53
UV光氧催化的原理
利用UV 光与催化剂作用，将废气中的水份、氧气裂解为强氧化剂，通过强氧化剂的作用，间接将废气中的VOCs 最终氧化为二氧化碳和水，同时也能够进一步破坏臭气分子结构，以达到消除臭味的效果。
备注：UV光氧催化：则是利用UV 光与催化剂作用，将废气中的水份、氧气裂解为强氧化剂，通过强氧化剂的作用，间接将废气中的VOCs 最终氧化为二氧化碳和水，同时也能够进一步破坏臭气分子结构，以达到消除臭味的效果。

因此，可以看出UV 光解与UV 光催化氧化，其应用范围大致一样，都可应用于除臭、VOCs 治理。只不过UV 光解大多应用于臭气， 对低浓度VOCs 废气处理也有一定功效；而UV光催化氧化通俗的理解是UV 光解的加强版，可以利用催化剂的作用产生更多的强氧化剂， 以达到更加高效的处理相对较高浓度的VOCs 臭气。
备注：54
三、UV光解设施安全管理
典型UV光解工艺
备注：首先，在能耗上，以甲苯为例，按10 000 m3/h 风量，去除浓度50 mg/m3 计（即0.5 kg/h 的去除量），用电功率需要11 kW左右；在相同风量的情况下，去除的浓度越高，使用的电功率越大，故而导致能耗的增加；在设备功率增加的同时，发热量也会增加，导致设备内部温度过高而影响处理效果。考虑到温度的影响，大多按每万风量配置30～50 根灯管，为此可以推算出，UV 光催化氧化设备大多应用于VOCs 去除浓度在35 mg/m3 左右的废气处理上，适用浓度较低，如污水池加盖臭气治理。

其次，针对污染因子方面，设计前应能确定其主要成分的分子结构， 否则一是很难准确的设计计算出设备所需的功率大小；二是由于分子链长短不一，导致同浓度下，分子链长的能耗大于分子链短的污染物。

备注：55
三、UV光解设施安全管理
事故案例：
佛山市乐从镇罗沙工业区一家具企业发生UV光解环保设备起火事故。
经调查，起火原因为UV灯管发热，点燃覆盖在灯管上漆渣导致。近年来有机废气处理设施安全生产事故时有发生，部分有机废气处理设备存在着火、爆炸的风险，造成厂房烧毁、人员伤害等严重后果。
备注：56
三、UV光解设施安全管理
UV设备设备固有局限：
不可用于净化易燃易爆或腐蚀性气体。
内置的光管紫外线光束对人的眼睛和皮肤均有伤害。

主要风险
紫外线灯管高温炸裂，引燃设备内易燃易爆废气。
设备带电部分与设备内部易燃易爆废气接触，引发火灾爆炸。
废气中漆渣过多。
运营维护频次过低，导致漆渣堆积。
设施维护检查时，人员未切断电源或正确穿戴防护用品，灼伤人员皮肤眼睛。
备注：57
三、UV光解设施安全管理
风险控制措施
紫外线灯管采用耐高温材料石英玻璃，防止高温炸裂。
强化有机废气前处理，做好气渣分离。
光氧催化反应室与设备控制电源连接部分应严格分离，任何带电部分禁止与废气接触，防止引燃引爆设备内部易燃易爆气体。
电路部分设置多重过压保护、过电流保护、短路保护。即使瞬间漏电短路也不会引起燃烧爆炸。
系统需做好防潮处理，避免直接与水喷淋塔相连，消除电气隐患。
需在UV设备主体管道进风端安装阻火器或者防火阀。
设施维护检查时，严格执行LOTO断电挂牌锁定，人员正确穿戴防护镜等防护用品。
须做好设备的运维。应要安排专人负责UV光解箱的漆渣清理，加强废气输送管道清理及喷淋废水的更换频次。
对净化装置进行维护检修、设施运行，做好相关运行维护记录，记录保存。
备注：58
目 录
简单回顾VOCs
环保设施安全管理策略
活性炭吸附设施技术与安全
VOCs回收设施技术与安全
UV光解设施技术与安全
脱硫脱硝设施技术与安全
总结
四、脱硫脱硝设施安全管理
典型脱硫脱硝工艺
备注：60
四、脱硫脱硝设施安全管理
脱硫脱硝设施主要单元，非常适合采用HAZOP进行风险分析
备注：61
四、脱硫脱硝设施安全管理
1 、进气单元主要风险及对策措施
安全风险（后果事件）	风险控制措施
管道泄漏，废气散逸导致中毒和窒息；	加强日常检查；
设置有毒气体探测器
气体泄漏后应急人员应戴空气呼吸器等防护用品;
高温烫伤	设置警示标识；
设置保温层，隔离高温烟气；
管道积灰	管道架空敷设，不允许暗设和布置在地下、半地下建筑物内。
管道上设置控爆泄压口；
采用防爆电气设备设施。
静电积聚	管道应采用除静电钢质金属材料制造，以避免静电积聚。
备注：62
四、脱硫脱硝设施安全管理
2 、SCR脱硝单元主要风险及对策措施
安全风险（后果事件）	风险控制措施
氨气逃逸，释放到空气中，引起中毒窒息危险	监控进出口废气浓度，调控氨水或尿素喷入量将处理效率控制在合理范围内，防止氨气大量逃逸；
监控尿素热解区域温度，确保尿素充分热解；
脱硝效率不足，导致废气中NOx释放到空气中	根据废气进气浓度，按设计比例调节氨水（尿素）的喷入量；
监控催化剂的温度，确保在设计温度范围内，以利于SCR反应充分进行；
高温烫伤	设置警示标识；
设置保温层和防护措施，避免烫伤；
喷枪堵塞，导致脱硝效率降低，废气中NOx释放到空气中；	监控氨水（尿素）实际流量，及时清理喷嘴或更换喷枪；
备注：63
四、脱硫脱硝设施安全管理
3 、储氨罐/尿素罐单元主要风险及对策措施
安全风险（后果事件）	风险控制措施
储罐泄漏（可能小，但泄漏量大）	罐区单独设置，配备监控装置、联动灭火装置；
配备应急防护用品；
管道泄漏（可能性大、但泄漏量小、容易被感知）	对进料管道阀门等进行日常检查及时维修，定期维护保养。
SABA带有小气瓶的逃生呼吸包。
爆炸火灾	设置导除静电装置；
采用防爆电器；
设置联动灭灭火装置；
备注：64
四、脱硫脱硝设施安全管理
4 、除尘器单元主要风险及对策措施
安全风险（后果事件）	风险控制措施
积灰堵塞，导致除尘效率降低	集尘罩应按照设计要求选型。
颗粒物导致静电积聚风险	管道应采用除静电钢质金属材料制造，以避免静电积聚。
粉尘积聚，引起爆炸	采用防爆电气设备设施。
卸灰过程中引起扬尘爆炸	卸灰过程中关闭除尘器；使用防爆工具；设置锁气卸灰装置；采取防止扬尘措施；
灰斗中积灰过多，导致支架坍塌	设置警戒容量，制定清灰制度，及时清理灰斗；
备注：65
四、脱硫脱硝设施安全管理
5、脱硫塔单元主要风险及对策措施
安全风险（后果事件）	风险控制措施
喷头堵塞，导致喷料管路超压，脱硫塔处理效率降低，SO2从排气筒逸出；	设置联动装置，SO2超标及时联动报警；
塔体破损，导致有毒气体泄漏、碱液泄漏；	对塔体进行日常检查，定期维护保养；
设置围堰防止泄漏液体扩散；
除雾效率不足，导致碱性液滴随气流逸散	按设计要求强化脱硫塔除雾能力
脱硫效率不足，导致SO2废气散逸至空气中	监控废气处理效率，联动调节浆料喷入量，确保脱硫塔净化效率；
有限空间	需要维修时进入设备内应办理有限空间作业许可证，未经许可就禁止入内
四、脱硫脱硝设施安全管理
6、脱硫浆液单元主要风险及对策措施
安全风险（后果事件）	风险控制措施
脱硫浆液管道泄漏，导致腐蚀、灼伤	对进料管道阀门等进行日常检查及时维修，定期维护保养；
配备耐腐蚀的应急防护用品；
加料装置粉尘泄漏导致碱性扬尘；	加料处设置吸尘装置；
为员工配备防尘口罩并督促员工规范使用
管道腐蚀	进料管道采用防腐材料；
设置警示标识；
四、脱硫脱硝设施安全管理
7、排气单元主要风险及对策措施
安全风险（后果事件）	风险控制措施
雷击风险	避雷设施
风机故障	使用变频风扇，静电接地
四、脱硫脱硝设施安全管理
8、设备停运、拆除主要风险及对策措施
安全风险（后果事件）	风险控制措施
检修过程动火、拆除管道等可能发生火灾事故	特殊作业管控，动火、切割等涉及到火花及高温的特殊作业，必须关闭附近吸风口
支架坍塌	安全施工管理（方案、检查、承包商管理）
四、脱硫脱硝设施安全管理
事故案例：
备注：电石渣，电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣。乙炔（C2H2）是基本有机合成工业的重要原料之一，以电石（CaC2）为原料，加水（湿法）生产乙炔的工艺简单成熟，在我国占较大比重。1t电石加水可生成300多kg乙炔气，同时生成10t含固量约12%的工业废液，俗称电石渣浆。利用电石渣可以代替石灰石制水泥、生产生石灰用作电石原料、生产化工产品、生产建筑材料及用于环境治理——脱硫塔等。

使用脱硫塔时脱硫塔的脱硫将夜是要定期更换的。
浆液密度过低，表面硫酸钙含量低，而碳酸钙相对含量大，此时浆液并部局部大量吸收二氧化硫的能力，这个时候出石膏，不经石膏不易脱水，而且还会造成浆液浪费。
浆液密度过高，表面硫酸钙含量已经过量，不经会抑制二氧化硫的溶解，导致浆液吸收能力下降，还会抑制碳酸钙的溶解，同时，吸收能力下降说明排放口二氧化硫超标。为了保证出口端二氧化硫排放达标往往要相应增加碳酸钙供给量，因此会加重碳酸钙过剩，这种情况下必须先出石膏，后补充新浆液，或者加大力度出石膏同时减少控制新浆液的补充量。
备注：70
四、脱硫脱硝设施安全管理
事故案例
事故间接原因
事故场所危险因素辨识存在疏漏， 动火作业不规范， 审批流于形式， 未按照规定对事故储罐进行可燃气体检测。
公司使用电石渣作为脱硫剂进行脱硫， 对工艺和装置的危险性及安全技术特性了解掌握不够， 对浆液制备存储区存在的危险因素辨识存在疏漏。
对外包单位安全生产工作未有效协调管理。
在进行安全现状评价时，对脱硫浆液制备存储区危险因素辨识存在疏漏， 对该场所可能存在的爆炸风险未进行识别井提出防范措施建议。
地方政府及其有关部门对该企业安全监管不到位。
备注：71
四、脱硫脱硝设施安全管理
对同类脱硫脱硝装置的企业事故教训
脱硫脱硝装置不仅是单一环保设施，它更是电厂、炼钢、水泥、建材等生产单元的一部分，应作为企业工艺安全管理的一个重要部分进行管理。
工艺装置的风险评价工具必须准确适用、而评价质量依赖于企业内部有经验的各专业技术人员，仅依靠安全评价公司的预评价或现状评价报告是远远不够的。
对厂区各个受限空间单元的具体危险源，要逐一进行危险辨识、风险分级、风险管控。
对现场工艺装置原料、处理设施入口多种废气进行化学反应试验评价。
电力、石化、化工等厂区塔、储罐、桥架的维检修都是属于高风险作业，事故预防依赖于有效的机制，例如高风险施工方案要有完善的会签、审查机制。
大型企业对于相关方和承包商的安全管理，应纳入企业内部安全管理范畴，采用同样的标准，责任明确，培训到位，监督到位，考核到位。
备注：72
目 录
简单回顾VOCs
环保设施安全管理策略
活性炭吸附设施技术与安全
VOCs回收设施技术与安全
UV光解设施技术与安全
脱硫脱硝设施技术与安全
总结
废气处理设施的安全管理目标
风险控制策略 ——

设计依据符合国标及行业标准、环评、安全等行政许可手续合规。

零事故的基础始于合适的风险评估(HAZOP)，然后才是风险分级和管控。

环保废气处理系统需要被纳入工艺安全管理，对系统可靠性、可用性进行管理。

电气防爆和选型要符合国家标准规范。

环保废气处理设施改动前，须进行变更管理MOC和风险评估。

废气处理设施的建设施工/改造/维护过程，须严格执行特殊作业票制度。

零污染、零火灾、零爆炸、零伤害

</重点行业挥发性有机物综合治理方案>

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