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環(huán)保設(shè)施的安全問題研究與建議 原創(chuàng) 李文楠、馬立強(qiáng) 馬哥說 昨天

【編者按】:管環(huán)保還要管安全,這一原則近期已由國務(wù)院安委會明確。

本文是一篇萬字長文,主要是探討環(huán)保設(shè)施存在的安全問題,并結(jié)合案例提出建議。文章由益馳思(EHS)公司的咨詢顧問李文楠和馬哥聯(lián)合編輯,期待各位專家領(lǐng)導(dǎo)批評指正。



研究背景

近年隨著國家環(huán)保治理力度的加大,特別是2015年后掀起的轟轟烈烈的揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)治理運(yùn)動,不少環(huán)保工程倉促上馬,存在安全條件論證不足等現(xiàn)象。另外,環(huán)保設(shè)施的安全監(jiān)管在職責(zé)劃分上不夠清晰,環(huán)保設(shè)施的安全問題長期被忽略。


近年由環(huán)保設(shè)施運(yùn)營管理不善導(dǎo)致的安全事故頻發(fā),屢見報(bào)道,特別是活性炭和焚燒等VOCs治理設(shè)施。然而,一切的重大變革都有重大事件的推動,響水事件發(fā)生后,環(huán)保設(shè)施的安全監(jiān)管職責(zé)得到了進(jìn)一步明確。


2020年12月28日,國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會印發(fā)了《國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會成員單位安全生產(chǎn)工作任務(wù)分工》的通知[安委(2020)10號],按照該文件:(十一)生態(tài)環(huán)境部在安全方面的職責(zé)包括:。

  • 依法對廢棄危險化學(xué)品等危險廢物的收集、貯存、處置等進(jìn)行安全監(jiān)督管理,防止人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失事故發(fā)生。按照職責(zé)分工負(fù)責(zé)危險化學(xué)品生產(chǎn)安全事故相關(guān)環(huán)境污染、生態(tài)破壞問題調(diào)查和事故現(xiàn)場應(yīng)急環(huán)境監(jiān)測。

  • 指導(dǎo)協(xié)調(diào)地方政府開展生產(chǎn)安全故次生環(huán)境污染和其他相關(guān)突發(fā)環(huán)境事件的應(yīng)急、預(yù)警和處置工作。

  • 指導(dǎo)督促地方和相關(guān)企業(yè)單位對重點(diǎn)環(huán)保設(shè)施和項(xiàng)目組織開展安全風(fēng)險評估和隱患排查治理。

可見,管環(huán)保也要管安全的時代來臨啦。


EHS在源頭的風(fēng)險管控上的融合又更近了一步,如同當(dāng)前節(jié)能與減排實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一一樣,未來EHS的監(jiān)管統(tǒng)一可期!

環(huán)保設(shè)施

環(huán)保設(shè)施是治理工業(yè)、商業(yè)及服務(wù)行業(yè)在生產(chǎn)經(jīng)營過程中所產(chǎn)生并對環(huán)境造成影響的物質(zhì),使其達(dá)到法定要求所需的設(shè)備和裝置,以及環(huán)境監(jiān)測設(shè)備。


一般環(huán)境保護(hù)設(shè)施按治理物質(zhì)的形態(tài)分類有廢水治理設(shè)施、廢氣治理設(shè)施、廢渣治理設(shè)施、粉塵治理設(shè)施、噪聲治理設(shè)施和放射性治理設(shè)施等。根據(jù)《環(huán)境保護(hù)綜合名錄(2017年版)》,環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)設(shè)備包括72項(xiàng)設(shè)備。主要分為五類:環(huán)境監(jiān)測設(shè)備、大氣污染防治設(shè)備、固體廢物污染防治設(shè)備、廢水處理設(shè)備、噪聲與振動污染控制(材料)設(shè)備。


本文主要針對廢氣、廢水、固廢這三類容易發(fā)生安全事故的環(huán)境要素,針對企業(yè)常見的幾種環(huán)保設(shè)備的安全問題,結(jié)合案例進(jìn)行分析,并提出了安全對策措施,為企業(yè)環(huán)保設(shè)施的風(fēng)險評估和隱患排查治理提供思路。


常見環(huán)保設(shè)施安全事故

廢氣環(huán)保設(shè)施安全事故


工業(yè)廢氣種類繁多,主要包括有機(jī)廢氣、燃料廢氣、粉塵廢氣、酸霧廢氣、油煙等。工業(yè)廢氣根據(jù)其排風(fēng)量、溫度、濃度及本身化學(xué)物理性質(zhì),其治理方法各不相同,有機(jī)廢氣采用活性炭纖維有機(jī)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)、活性炭吸附脫附、低溫等離子等。但VOCs廢氣成分復(fù)雜,通常為多種易燃易爆的混合有機(jī)氣體,前期的技術(shù)工藝選擇不到位或這些裝置的投入使用不加以專業(yè)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。

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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(zhì)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(chǎn)生的,而低溫等離子體處理VOCs電極結(jié)構(gòu)形式主要為電暈放電和介質(zhì)阻擋放電,且兩者放電的原理都是高壓放電,在處理易燃易爆的揮發(fā)性有機(jī)物氣體及所處電氣防爆區(qū)域使用,都極其危險。所以,原國家環(huán)保部2013第31號文《揮發(fā)性有機(jī)物污染防治技術(shù)政策》第27條明確規(guī)定,使用低溫等離子技術(shù)要注意爆炸、火災(zāi)等安全因素。


依據(jù):《揮發(fā)性有機(jī)物污染防治技術(shù)政策》

圖片

事故案例

2017年6月20日,天津某樹脂有限公司在安裝調(diào)試環(huán)保設(shè)備過程中,發(fā)生一起爆炸事故,造成環(huán)保設(shè)備安裝調(diào)試人員2人當(dāng)場死亡、2人受傷。


事故原因

合成樹脂生產(chǎn)廢氣的排放環(huán)節(jié)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(fā)生逸漏,逸漏出來的物質(zhì)無組織揮發(fā)、擴(kuò)散;

②聚合反應(yīng)過程中未參與反應(yīng)的原料和有機(jī)溶劑將以廢氣形式排出反應(yīng)釜,未參與反應(yīng)的原料以及有機(jī)溶劑將從廢氣排放口處排出,有組織揮發(fā)、擴(kuò)散;

③產(chǎn)品及中間產(chǎn)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(fā)生逸漏,逸漏出來的物質(zhì)無組織揮發(fā)、擴(kuò)散;

④原料和有機(jī)溶劑儲存過程中發(fā)生泄漏,以及原料和溶劑儲罐發(fā)生大、小呼吸排氣,作無組織揮發(fā)和擴(kuò)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處理設(shè)備,屬于電暈放電,其原理是當(dāng)氣體擊穿后絕緣破壞,其內(nèi)阻降低,放電迅速越過自持電流區(qū)后便立即出現(xiàn)電極間電壓減小的現(xiàn)象,并同時在電極周圍產(chǎn)生昏暗輝光。

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圖1 事故現(xiàn)場現(xiàn)場圖片


從事故調(diào)查結(jié)論可以看出,低溫等離子體廢氣處理設(shè)備未采取濃度高高聯(lián)鎖,當(dāng)入口廢氣濃度達(dá)到爆炸下限時,設(shè)備尚可啟動運(yùn)行。從事故現(xiàn)場照片可以看出,低溫等離子體廢氣處理設(shè)備為常壓設(shè)備,在爆炸后頂蓋完全掀起,側(cè)門全部頂開,設(shè)備本體不能承受內(nèi)部有機(jī)氣體或粉塵爆炸的超壓,發(fā)生爆炸時設(shè)備本體嚴(yán)重破壞,傷及旁邊正在調(diào)試的工作人員,導(dǎo)致2人當(dāng)場死亡、2人受傷。


安全建議

①在低溫等離子體設(shè)備聯(lián)鎖方面,應(yīng)設(shè)置入口總烴濃度高低報(bào)警和高高聯(lián)鎖等措施;

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

③在運(yùn)行過程中必須對入口廢氣濃度進(jìn)行在線監(jiān)測,當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器的氣體濃度達(dá)到或超過爆炸下限的25%時必須進(jìn)行配風(fēng)稀釋。


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RTO焚燒爐及事故案例

現(xiàn)在市場上對VOCs的大量處理工藝,例如膜分離、活性炭吸附、高沸點(diǎn)溶液吸收、生物轉(zhuǎn)化、冷凝回收和熱力氧化等方法中,蓄熱室熱力氧化爐(RTO)具有去除效率高、經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng),且熱能利用效率比傳統(tǒng)的直燃式氧化爐提高70%左右等優(yōu)點(diǎn),是目前企業(yè)解決VOCs的有效手段。但因各企業(yè)情況的不同,RTO應(yīng)用也存在局限性,在投入生產(chǎn)使用時,由于操作失誤、設(shè)備缺陷、設(shè)計(jì)處理風(fēng)量過小、沉積物清理不夠及時、收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理等多種原因發(fā)生過生產(chǎn)安全事故。


事故案例

江蘇某化工企業(yè)RTO凈化系統(tǒng)在2015年3月初和3月末兩次發(fā)生爆炸。事故沒有造成人員傷亡,聚合物多元醇車間引風(fēng)機(jī)損壞,現(xiàn)場儀表燒毀,RTO 部分裝置損毀嚴(yán)重,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)100余萬元。


根據(jù)相關(guān)資料,該企業(yè)生產(chǎn)方式為間歇性生產(chǎn),事故發(fā)生時僅POP、PL1/PL2產(chǎn)品的工藝廢氣通過DN50~DN350不等的金屬管道進(jìn)行了收集(主要污染物為環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、三甲胺、異丙醇、苯乙烯、丙烯腈等),廢氣收集后通過引風(fēng)機(jī)進(jìn)入RTO焚燒,該RTO為R-RTO(旋轉(zhuǎn)式蓄熱焚燒爐)。廢氣收集、處理的詳細(xì)流程如圖所示。

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圖2 廢氣處理流程圖


事故原因

直接原因:真空泵出口尾氣排放溫度過高,而有機(jī)物沸點(diǎn)較低,導(dǎo)致污染物排放濃度過高,同時相應(yīng)的入口空氣補(bǔ)氣不足,外加環(huán)氧丙烷、環(huán)氧乙烷的化學(xué)性質(zhì)活潑,最終導(dǎo)致接入焚燒爐中的廢氣達(dá)到相應(yīng)爆炸極限,從而造成爆炸事故的發(fā)生。

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圖3 不同溫度下有機(jī)物飽和濃度安全性分析


間接原因:

①收集系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理。調(diào)查過程發(fā)現(xiàn)對于真空泵高濃度有機(jī)廢氣,企業(yè)均未進(jìn)行冷凝回收預(yù)處理,且目前企業(yè)對 PL 系統(tǒng)真空泵出口廢氣所設(shè)計(jì)的收集方式極不合理,真空泵出口所配備的傘形罩集氣量有限,廢氣收集總管僅DN50,正常運(yùn)行時系統(tǒng)稀釋風(fēng)量難以保證。


②預(yù)處理措施不到位。該企業(yè)POP、PL1、PL2車間對有機(jī)廢氣所采用的活性炭吸附未配備脫附再生系統(tǒng),基本無效,末端所配置的不銹鋼高壓風(fēng)機(jī)無變頻系統(tǒng),導(dǎo)致廢氣收集管路系統(tǒng)中負(fù)壓值過高,能耗較高且不利于有機(jī)物的冷凝回收,所采用的金屬材質(zhì)水洗塔強(qiáng)度較高,當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生爆炸等意外事故時無法起到有效泄爆的效果(無泄爆措施),導(dǎo)致爆炸產(chǎn)生的沖擊波沿著管道進(jìn)一步往生產(chǎn)車間傳導(dǎo),加劇了爆炸的次生危害。


③RTO爐本體存在問題。本項(xiàng)目中部分產(chǎn)品含有氯元素,諸多案例表明,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,當(dāng)體系含氯時(如環(huán)氧氯丙烷)高溫焚燒處理過程中將產(chǎn)生HCl等污染物,對設(shè)備本體、RTO 爐旋轉(zhuǎn)閥易產(chǎn)生較大腐蝕,系統(tǒng)難以穩(wěn)定、有效運(yùn)行。


④廢氣中存在化學(xué)品自聚現(xiàn)象。項(xiàng)目廢氣中含有部分丙烯腈、苯乙烯等有機(jī)物,上述物料在溫度較高時極易發(fā)生自聚合,導(dǎo)致RTO爐蓄熱陶瓷體在使用一段時間后設(shè)備阻力變大,同時底部有高沸點(diǎn)有機(jī)物粘附現(xiàn)象,易引起火災(zāi)等安全事故。


安全建議

RTO在正常工況下不易發(fā)生火災(zāi)、爆炸事故。但由于廢氣成份復(fù)雜多變、濃度波動大,易造成焚燒爐運(yùn)行穩(wěn)定性較差,存在一定的安全隱患。為了防范RTO火災(zāi)、爆炸事故可以采取如下安全措施:


①全面識別風(fēng)險。對不同廢氣混合集中收集時,應(yīng)對各種廢氣間的相互影響開展風(fēng)險分析,弄清廢氣的危險特性。對廢氣的組分,危險性、爆炸極限、閃點(diǎn)、燃點(diǎn)等進(jìn)行檢定和檢測,全面掌握廢氣的安全風(fēng)險,避免發(fā)生反應(yīng)。對于廢氣成分復(fù)雜的,應(yīng)進(jìn)行安全性分析,例如HAZOP分析,并采取相應(yīng)的安全措施。


②優(yōu)化收集系統(tǒng)。對吸風(fēng)罩、風(fēng)機(jī)選用進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì),同時廢氣收集管線需統(tǒng)籌規(guī)劃,形成支管→主管→處理裝置→總排口的收集處理系統(tǒng),確保廢氣收集效果。合理選擇相關(guān)設(shè)備和材料,可通過設(shè)置緩沖罐、調(diào)整風(fēng)量等預(yù)處理設(shè)施,嚴(yán)格控制RTO爐入口有機(jī)物濃度和流速,保證相對平穩(wěn)、安全運(yùn)行


③漸進(jìn)化科學(xué)調(diào)試。RTO爐調(diào)試時理應(yīng)先進(jìn)行空載調(diào)試,待空載調(diào)試穩(wěn)定后再逐步接入低濃度有機(jī)廢氣,如企業(yè)污水池加蓋收集后廢氣、車間換風(fēng)廢氣等,最終再逐步接入高濃度廢氣,同時對擬接入高濃度廢氣的排放流量、排放濃度進(jìn)行檢測。


④安裝在線監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)置電控系統(tǒng)操作間。RTO 爐凈化處理系統(tǒng)是一項(xiàng)人機(jī)高度結(jié)合的設(shè)備,雖然其自動化程度較高,但必須安排專人進(jìn)行維護(hù)與管理,如 RTO 爐在發(fā)生爆炸前有機(jī)物濃度常會在短時間內(nèi)迅速升高,此時系統(tǒng)若有人值守則可提前發(fā)出預(yù)警并采取必要的措施,避免事故的發(fā)生;同時對 RTO 各系統(tǒng)尾氣安裝 TVOC 濃度在線監(jiān)控系統(tǒng),為企業(yè)管理提供必要的數(shù)據(jù)支撐。


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活性炭處理技術(shù)及案例

活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭,活性炭表面的微孔直徑大多在2~50nm之間,有巨大的表面積,每克活性炭的表面積為500~1500m2,正是基于這一點(diǎn),在有機(jī)廢氣處理時使用顆粒活性炭,讓氣流通過活性炭層進(jìn)行吸附,進(jìn)而降低有機(jī)廢氣的濃度。吸附過程是放熱過程,有機(jī)廢氣在活性炭中除了有物理吸附現(xiàn)象外,活性炭本身以及吸附的有機(jī)物還會與氧氣發(fā)生緩慢氧化,其較大的比表面積會也會加劇這一氧化的過程。此外當(dāng)廢氣中含有一些不相容的化學(xué)物質(zhì)時,其不相容反應(yīng)在活性炭的催化下也會加速。這些都是放熱的過程,同樣會引起活性炭的熱積聚風(fēng)險。


在工業(yè)廢氣處理的過程中,因?yàn)榛钚蕴课焦に嚤容^單一,所以會造成活性炭飽和的速度比較快,處理的效果也不夠穩(wěn)定。因此,在工業(yè)中大多情況下還會采取其他處理工藝相組合的方法,例如旋流板塔+UV光解+活性炭吸附、水噴淋+干式過濾器+活性炭吸附+催化燃燒等。


Smisek和Cerry研究了應(yīng)用含有再生裝置的活性碳吸附床著火狀況,當(dāng)含有酮類,醛類或相近化合物時。研究發(fā)現(xiàn)在吸附設(shè)備發(fā)生著火的狀況大多是由于生產(chǎn)狀況安排停機(jī)或機(jī)械故障關(guān)閉后發(fā)生。停機(jī)一段時間后,吸附系統(tǒng)重新啟動時發(fā)生著火狀況,調(diào)查者把這種著火狀況歸于活性碳自發(fā)的氧化反應(yīng),當(dāng)系統(tǒng)沒有在完全冷卻的狀態(tài)下停機(jī),或者由于未關(guān)閉死的閥門扔滲入少量空氣進(jìn)到活性碳床,這些氣流卻足以引起氧化反應(yīng)所需。而且由于氧化導(dǎo)致的熱量散發(fā)較慢,在活性碳床的某個局部位置可能會引起活性碳的自燃。


事故案例

事故①:某公司塑料PP材質(zhì)的廢氣緩沖罐(利舊,內(nèi)有活性炭,未識別到變更風(fēng)險)發(fā)生爆炸事故。爆炸導(dǎo)致緩沖罐整體被炸碎,,部分碎片飛至周邊路面。沖擊波導(dǎo)致冷卻塔塔體剝離脫落、堿洗塔堿液管路泄漏;所幸當(dāng)時周邊沒有行人通過,未造成人員傷害。

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圖 4 事故現(xiàn)場圖

事故②:某公司2車間樓頂?shù)幕钚蕴课焦蓿◤U氣預(yù)處理)發(fā)生著火。所幸發(fā)現(xiàn)及時,未造成嚴(yán)重的蔓延,消防隊(duì)前來將大火撲滅。


事故③:某公司1車間樓頂活性炭吸附罐(廢氣預(yù)處理)發(fā)生著火。因車間人員及時發(fā)現(xiàn)火情,火勢在初期被撲滅。


結(jié)合事故發(fā)生時的現(xiàn)場調(diào)查、生產(chǎn)情況、以往異常情況分析,推測這幾起活性炭吸附罐著火和爆炸的直接原因:氣溫較高的情況下,工況復(fù)雜的廢氣經(jīng)過活性炭處理(吸附)過程中發(fā)熱(物理和化學(xué))。由于活性炭長時間未更換,灰分較高,床層散熱較差,不利于對流散熱。致使熱量在床層中積聚,在其中形成局部熱點(diǎn)。導(dǎo)致其溫度達(dá)到活性炭的自燃點(diǎn)或溫度達(dá)到了混合有機(jī)物氣體的閃點(diǎn)。同時部分空氣進(jìn)入廢氣中與可燃物形成爆炸性混合氣體,最終導(dǎo)致了事故的發(fā)生。 


安全建議

針對活性炭自燃的情況,為了防范活性炭火災(zāi)事故,首要考慮對活性炭進(jìn)行升級替換,比如采用沸石轉(zhuǎn)輪吸咐材料,沸石轉(zhuǎn)輪等吸咐材料屬于無機(jī)材料,天然的不燃性;設(shè)計(jì)階段,活性炭廢氣處理法設(shè)計(jì)前期輸入條件要準(zhǔn)確確認(rèn),對于含有酮類、醛類等有機(jī)物組分時需要特別注意;盡量避免采用活性炭廢氣處理法?;钚蕴繌U氣處理法廢氣處理設(shè)備的自控程序要完善,建議采用HAZOP分析法進(jìn)行風(fēng)險點(diǎn)及預(yù)防措施的分析。具體有以下幾點(diǎn)措施可以參考:


① 確保有機(jī)廢氣的預(yù)處理裝置滿足生產(chǎn)負(fù)荷,所有的廢氣組分必須經(jīng)過有效的預(yù)處理,不相容的廢氣應(yīng)單獨(dú)預(yù)處理后再排入吸附罐中吸附處理;

② 活性炭選材:使用點(diǎn)火溫度高,灰分低的活性炭作為吸附材料;

③ 條件允許的話對吸附裝置進(jìn)行降溫;定期檢查處理裝置、廢氣管路是否有不完整漏風(fēng)的情況,要保證管路不漏氣,定期更換活性炭;

⑤ 吸附處理裝置前的廢氣管路安裝管路阻火器(阻爆轟型);管路上(分段)安裝泄爆片,廢氣緩沖罐上安裝泄爆板,泄爆板要有固定裝置;

⑥ 吸附裝置內(nèi)安裝噴淋滅火裝置,用來撲滅初期火災(zāi);

⑦在吸附床層安裝溫度探頭,監(jiān)測活性炭層的溫度發(fā)現(xiàn)異常時及時處置;

⑧應(yīng)急反應(yīng)與人員培訓(xùn)。培訓(xùn)人員發(fā)生火災(zāi)時的應(yīng)急處置能力,要能及時撲滅吸附處理裝置的火災(zāi),防止火災(zāi)蔓延。


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廢氣治理設(shè)施安全評估小結(jié)

吸附法(直接吸附法、吸附-回收法、新型吸附-催化燃燒法)、直接燃燒法、催化燃燒法等廢氣處理設(shè)施本身一般不會產(chǎn)生燃燒爆炸。廢氣處理系統(tǒng)爆炸的根本原因是廢氣中可燃?xì)怏w的濃度處于爆炸極限同時存在點(diǎn)火源。因此防止廢氣處理系統(tǒng)爆炸 的主要措施,是要控制各廢氣吸入點(diǎn)吸入的各有機(jī)氣體濃度小于爆炸下限,建議以爆炸下限25%(v/v)為設(shè)防值。


如果某點(diǎn)吸入的有機(jī)氣體濃度過高,則應(yīng)采取冷卻或冷凍的方法,采用金屬換熱器械(如板式冷凝器)和金屬管道(要防靜電接地),但部分工藝,特別是鹵化物廢氣,由于腐蝕嚴(yán)重,并不適合使用金屬管道,需要結(jié)合實(shí)際需求選擇。使其中的有機(jī)氣體安全地冷卻成液體回流或收集到某容器,使進(jìn)入廢氣收集系統(tǒng)的廢氣濃度降低到安全濃度。以蓄熱式熱氧化爐(RTO)為例,仔細(xì)閱讀其使用說明中,RTO設(shè)備生產(chǎn)廠家均提到只適用于低濃度(低于30%LFL)、大風(fēng)量。


企業(yè)要考慮反應(yīng)器沖料、安全泄放等高濃度有機(jī)氣體,大大高于爆炸下限,切不可排入只適用于低濃度有機(jī)廢氣處理系統(tǒng),以防產(chǎn)生廢氣管道系統(tǒng)和處理設(shè)施發(fā)生爆炸事故。


由于廢氣管道連接許多設(shè)備和車間,廢氣處理系統(tǒng)的爆炸事故,嚴(yán)重時會引起其他設(shè)備或車間的連鎖反應(yīng)。對有可能產(chǎn)生沖料和反應(yīng)失控的反應(yīng)器,企業(yè)應(yīng)預(yù)先研究采取安全排放的措施,首先應(yīng)采取溫度和壓力的檢測報(bào)警或連鎖等安全自動化手段,防止沖料和反應(yīng)失控制現(xiàn)象的發(fā)生;其次應(yīng)設(shè)計(jì)安全泄料設(shè)施,以滿足萬一發(fā)生沖料事故或反應(yīng)失控制安全泄放系統(tǒng)動作,大量有機(jī)體氣體的安全泄放和處理,例如設(shè)計(jì)事故緩沖罐,甚至高空排放設(shè)施。


綜上所述,企業(yè)在重視低溫等離子體廢氣處理設(shè)備、RTO蓄熱式熱力焚燒爐等廢氣處理設(shè)備安全自動化功能(有機(jī)廢氣的濃度檢測和連鎖)的同時,更應(yīng)重視各廢氣吸入點(diǎn)有機(jī)廢氣濃度的檢測和預(yù)處理,并考慮事故狀態(tài)下的緊急排放和處理,在良好工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,必要時采用HAZOP或者LOPA等適當(dāng)?shù)娘L(fēng)險分析等方法,對整個廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行安全評估,確保整個廢氣處理系統(tǒng)所有廢氣濃度處于安全濃度以下,從源頭上消除廢氣處理系統(tǒng)的火災(zāi)、爆炸事故。


廢水環(huán)保設(shè)施安全事故案例


工業(yè)廢水是工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種廢棄用水。這些廢水通常具有一定的污染性和危害。在對工業(yè)廢水進(jìn)行研究的過程中,人們根據(jù)廢水的化學(xué)性質(zhì)、工業(yè)加工對象、含有的污染成分等對其進(jìn)行了各種分類。


我國的工業(yè)廢水治理至今已有多年的歷史,已取得了重大進(jìn)展,污水治理能力顯著提升,基本可以應(yīng)對一定范圍內(nèi)的工業(yè)廢水治理需求。然而,盡管我國的污水治理技術(shù)正在向成熟化發(fā)展,但是污水治理的管理仍然存在許多問題,許多小型企業(yè)為了減少成本,沒有按照規(guī)定流程對污水進(jìn)行治理,導(dǎo)致處理力度較低,不僅不能實(shí)現(xiàn)污水的有效治理甚至帶來了一些安全問題。


根據(jù)資料統(tǒng)計(jì),在工業(yè)廢水處理事故中,排在首位的是中毒窒息事故,淹溺事故和高空墜落事故排第二位,其余為觸電、火災(zāi)、機(jī)械傷害、坍塌、爆炸等事故。在污水處理行業(yè)事故中,排在首位的是中毒窒息事故,淹溺事故和高空墜落事故排第二位,其余為觸電、火災(zāi)、機(jī)械傷害、坍塌、爆炸等事故;并且污水處理行業(yè)檢修或者設(shè)備維護(hù)過程中發(fā)生安全事故的概率遠(yuǎn)高于正常運(yùn)行期間。


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廢水治理設(shè)施事故案例

(1)山西污水處理中毒窒息事故

2020年6月16日上午10時許,山西省太原市某院,3名男子進(jìn)行作業(yè)時被困于醫(yī)院內(nèi)地下封閉污水處理池中。接到報(bào)警后,太原市消防救援支隊(duì)指戰(zhàn)員迅速趕往現(xiàn)場,將3人救出。不幸的是,3人均沒有了生命體征。經(jīng)調(diào)查,下池人員未配戴相應(yīng)的防護(hù)用品,作業(yè)時沒有有現(xiàn)場安全員在場全程監(jiān)督安全。

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圖 5 山西污水處理事故現(xiàn)場圖

(2)北京污水處理站中毒窒息事故

2020年8月26日上午10時許,北京市豐臺區(qū)某污水處理站沉淀池在進(jìn)行疏通作業(yè)過程中,發(fā)生有限空間作業(yè)窒息事故。調(diào)查發(fā)現(xiàn),該小區(qū)內(nèi)部有限空間場所根本沒有相應(yīng)的安全管理。


(3)湖北污水清淤中毒窒息事故

2020年4月23日,湖北省隨州市某公司在組織對污水溝進(jìn)行清淤作業(yè)時發(fā)生事故,導(dǎo)致3人死亡。經(jīng)調(diào)查,企業(yè)安全生產(chǎn)主體責(zé)任意識不強(qiáng)、有限空間作業(yè)等安全管理規(guī)定不落實(shí)、安全教育培訓(xùn)不到位是導(dǎo)致事故的原因。


(4)河南污水泵站檢修窒息中毒事故

2020年6月27日,河南省某公司3名維修工人在修理污水泵時暈倒。事故發(fā)生后,當(dāng)?shù)毓?、消防等部門緊急救援,但3人最終不幸死亡。經(jīng)調(diào)查,施工人員未在施工前對作業(yè)環(huán)境的氧含量、可燃?xì)怏w含量、有毒氣體含量進(jìn)行分析;在施工時沒有佩戴防護(hù)用具;并且在出現(xiàn)中毒前兆跡象時,未及時采取正確安全的自救措施。


(5)廣東污水處理廠溺亡事故

2020年5月23日,廣東省東莞市某污水處理廠內(nèi),一名工人在管道維修過程中不幸發(fā)生了淹溺事故,造成該名維修工人死亡。經(jīng)調(diào)查,工人臨邊作業(yè)未系好安全帶。


(6)甘肅污水處理裝置閃爆事故

2020年7月22日,甘肅省蘭州某公司煉油污水處理車間一裝置調(diào)節(jié)池浮油閃爆起火。當(dāng)?shù)叵啦块T迅速調(diào)集前往現(xiàn)場將其撲滅,火災(zāi)未造成人員傷亡。


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廢水治理設(shè)施安全評估小結(jié)與建議

對于廢水處理過程窒息和中毒事件的風(fēng)險防控:

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì),廢水處理設(shè)施安全事故的事故類型以中毒事故居多,占事故總數(shù)目的近70%,且發(fā)生事故的原因多為人員處于密閉空間內(nèi)長時間暴露于有毒氣體當(dāng)中造成傷亡。且造成中毒事故多發(fā)的另一潛在原因?yàn)?strong style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important;">施工人員的勞動保護(hù)用品配備不齊全或佩戴不正確。另外,因救援人員在自身防護(hù)用品未佩戴的情況下冒險進(jìn)入通風(fēng)不暢的現(xiàn)場盲目施救造成自身傷亡也是一大原因。


針對污水處理廠建設(shè)工程安全事故的常發(fā)中毒窒息事故類型,企業(yè)應(yīng)該強(qiáng)對于中毒事故的專題安全教育,加強(qiáng)施工人員對于中毒事故的重視程度;加強(qiáng)施工現(xiàn)場對于個人勞動防護(hù)用品的檢查,在安全教育活動中要對個人防護(hù)用品進(jìn)行自檢、互檢;確保勞動保護(hù)用品發(fā)放到位、佩戴正確。另外,要加強(qiáng)施工現(xiàn)場的通風(fēng),降低有毒氣體發(fā)生聚集的幾率,還可在施工區(qū)域加裝有毒氣體的檢測裝置,并要求現(xiàn)場工長和安全員對作業(yè)區(qū)域的有毒氣體進(jìn)行監(jiān)測記錄,一旦發(fā)現(xiàn)有毒氣體濃度超標(biāo),應(yīng)立即停止該區(qū)域的作業(yè)。


其實(shí),消除“密閉的限制空間”,是降低窒息和中毒的根本,廢水池一定要“加蓋”才滿足環(huán)保要求嗎?


對于廢水處理中的火災(zāi)爆炸風(fēng)險防控:

①要防止由于混觸帶來的安全隱患在實(shí)際操作過程中,嚴(yán)禁將會分解出易燃、易爆的物質(zhì)混合在一起。在清理危險品設(shè)備出現(xiàn)的污水時,需要先進(jìn)行凈化處理,將其中的有害物質(zhì)、易燃與易爆物質(zhì)排出,在排放物符合標(biāo)準(zhǔn)要求后才能夠進(jìn)行排放;


②避免出現(xiàn)爆炸性氣體混合物對于工藝設(shè)備中排放出來的廢水;


③加強(qiáng)通風(fēng)安全管理,消除引火源對于積存有蒸汽與可燃?xì)怏w的下水道,在未將危險排除以前嚴(yán)禁作業(yè),在距離散發(fā)火花與明火位置的15m之內(nèi),嚴(yán)禁設(shè)置排氣管,對于污水處理廠的建筑物與設(shè)備,需要根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》來設(shè)置防火間距。若生產(chǎn)過程中可燃?xì)怏w與可燃液體無法正常排出需要維修時,必須要提升進(jìn)行事故警報(bào),防止排出的可燃?xì)怏w與可燃液體引爆火源。


結(jié)合企業(yè)安全管理特點(diǎn),對污水處理行業(yè)的安全管理有一些參考意見:

①加強(qiáng)現(xiàn)場和設(shè)備設(shè)施管理

加強(qiáng)現(xiàn)場6S和職業(yè)衛(wèi)生安全管理,加強(qiáng)設(shè)備設(shè)施管理,盡可能選用安全高效的設(shè)備設(shè)施,完善安全操作規(guī)程,嚴(yán)禁違章作業(yè)。在充分分析危險源的基礎(chǔ)上,在現(xiàn)場安裝安全防護(hù)設(shè)施,并設(shè)立安全警示標(biāo)志。完善密閉空間通風(fēng)設(shè)施,配備安全器材和有害氣體探測儀。通過定制看板、設(shè)置設(shè)備異常信號燈、安全提醒板、安全曝光臺等多種形式,向作業(yè)人員充分傳遞安全信息,提高責(zé)任意識和風(fēng)險識別能力。


②改進(jìn)安全管理體系

建立明確的安全生產(chǎn)責(zé)任制,明確各級單位和負(fù)責(zé)人安全職責(zé),定期進(jìn)行檢查,確保職責(zé)落實(shí)到位。完善隱患排查治理機(jī)制,定期對現(xiàn)場隱患進(jìn)行檢查,查出隱患及時治理,舉一反三,避免重復(fù)隱患。開展安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工作,通過對標(biāo)管理,提高安全生產(chǎn)管理水平。


③突出安全管理重點(diǎn)

加強(qiáng)特殊時段、重點(diǎn)部位安全風(fēng)險管控,尤其做好設(shè)備檢修過程、受限空間的安全管理。凡涉及動火、受限空間、盲板抽堵、高空、斷路、動土、吊裝、用電、設(shè)備檢修等作業(yè)必須按照相關(guān)作業(yè)規(guī)程辦理票證方可作業(yè),確保安全防護(hù)設(shè)施和現(xiàn)場監(jiān)管到位。


④提高員工安全知識和安全技能

加強(qiáng)員工安全知識和安全技能培訓(xùn),通過經(jīng)常性的案例警示教育和應(yīng)急預(yù)案演練,提高員工應(yīng)急處置能力和風(fēng)險防范能力,提高員工自救和施救能力。讓作業(yè)安全成為員工發(fā)自內(nèi)心的需求和追求,提高作業(yè)人員安全素養(yǎng)。


⑤采取本質(zhì)安全的控制措施

采用先進(jìn)技術(shù),消除密閉空間,降低窒息中毒和火災(zāi)爆炸事故風(fēng)險。先進(jìn)技術(shù)將在下文推薦。

固廢環(huán)保設(shè)施安全事故


固廢,尤其是固體廢棄物中的危險廢物貯存處置,是企業(yè)安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。危險廢棄物往往具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性或者感染性。它的妥善處置,關(guān)系著環(huán)境安全和人體健康,需要專業(yè)的公司參與其中。


對于企業(yè)而言,建立綜合危險廢棄物管理方案,方案涵蓋危險廢棄物的收集、運(yùn)輸、存儲、回收到處置的整個流程,并利用先進(jìn)的信息化管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)危險廢棄物全生命周期的可追溯是處理各類危險廢物的最終追求。


在接收廢棄物之前,先采集廢物樣品進(jìn)行分析化驗(yàn)定性,確認(rèn)符合危險廢物經(jīng)營許可證核準(zhǔn)范圍(新版固廢法以不再提“經(jīng)營許可證”,經(jīng)營二字已刪除)。在之后的處置中,針對每一種危險廢棄物特性匹配以相對應(yīng)的回收與處理工藝,包括焚燒、物理化學(xué)處理、資源回收、穩(wěn)定化、安全填埋等。但往往因企業(yè)投產(chǎn)時間較長,當(dāng)初規(guī)劃、建設(shè)時并沒有給予足夠重視,主體責(zé)任未落實(shí),未提前規(guī)劃或預(yù)留好符合要求的危險廢物貯存場地;或者只是規(guī)劃、建設(shè)了一部分,導(dǎo)致企業(yè)后續(xù)擴(kuò)產(chǎn)擴(kuò)能時多以依托現(xiàn)有為主,貯存庫容已跟不上當(dāng)前產(chǎn)能要求,形成了無規(guī)范倉庫或?qū)嶋H貯存脹庫的既成局面,此時,為滿足貯存要求,企業(yè)建設(shè)或設(shè)置了一些臨時設(shè)施、集裝箱等不合規(guī)、不合法方式貯存,不符合規(guī)劃選址要求,也無法辦理后續(xù)建設(shè)、消防手續(xù);同時部分企業(yè)對自身的危廢情況不夠了解,儲存處置不當(dāng),委托沒有資質(zhì)單位運(yùn)輸,處理危險廢物等原因,易產(chǎn)生較大安全隱患。


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危險廢物處置過程事故案例

(1)煙臺某公司硫化氫中毒事故

2017年12月,煙臺某公司由于處置危險廢物前未對其危險性進(jìn)行分析,導(dǎo)致危險廢物硫化氫中毒事故發(fā)生,造成5人死亡、1人受傷,直接經(jīng)濟(jì)損失約450萬元;

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圖 6 現(xiàn)場救援圖


(2)響水事件

2019年3月,江蘇鹽城響水縣某公司由于硝化廢料長期貯存持續(xù)積熱升溫導(dǎo)致自燃,最終引發(fā)硝化廢料爆炸,造成78人死亡、76人重傷、640人住院治療,直接經(jīng)濟(jì)損失約19.86億元;

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圖 7 事故現(xiàn)場圖

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圖 8 響水事故


(3)昆山某公司危險廢物爆炸事故

2019年昆山某公司在鎂合金鑄件機(jī)加工過程中,使用了含水較高的乳化切削液,收集的鎂合金碎屑廢物未進(jìn)行有效的除水作業(yè),鎂與水發(fā)生放熱反應(yīng),釋放氫氣,又因鎂合金碎屑堆垛過于集中,散熱不良,使得反應(yīng)加劇,瞬間引發(fā)集裝箱內(nèi)氫氣發(fā)生爆燃,爆燃的沖擊波夾帶著燃燒的鎂合金碎屑沖破集裝箱對面機(jī)加工車間的卷簾門,造成7人死亡、5人受傷。

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圖 9 事故現(xiàn)場圖

(4)湖北某危險廢物處置公司危廢品暫存庫儲存的火災(zāi)事故

2019年5月,湖北某危險廢物處置公司危廢品暫存庫儲存的實(shí)驗(yàn)室廢物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放熱,引發(fā)火災(zāi),直接經(jīng)濟(jì)損失約133萬元。


(5)某印染公司污水罐體坍塌事故

2019年12月3日,浙江省嘉興海寧市許村鎮(zhèn)蕩灣工業(yè)園區(qū)內(nèi)海寧市某印染公司由于污水罐設(shè)計(jì)缺陷,焊接不牢固,發(fā)生污水罐體坍塌重大事故,造成10人死亡、3人重傷。

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圖 10 污水罐事故現(xiàn)場圖


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危廢處置過程安全評估小結(jié)與建議

以上國內(nèi)危險廢物相關(guān)事故過程及起因,暴露了目前危險廢物安全監(jiān)管及防控過程中存在的許多問題。

①危險廢物安全風(fēng)險認(rèn)識不足,危險特性鑒 別鑒定技術(shù)不到位。危險廢物產(chǎn)生及處置企業(yè)未及時對其業(yè)務(wù)所涉及危險廢物的危險特性進(jìn)行分析,企業(yè)工作人員對于危險廢物風(fēng)險認(rèn)識不足。如煙臺某公司危險廢物硫化氫中毒事故中。企業(yè)處置危險廢物前未按規(guī)定進(jìn)行取樣和分析,從而導(dǎo)致危險廢物包裝容器不合規(guī)、處置人員必要安全防護(hù)和應(yīng)急處理知識缺失;


②危險廢物大量、長期違規(guī)貯存,隨意堆垛、混存混放現(xiàn)象嚴(yán)重。近年來危險廢物產(chǎn)生量快速增加,而符合資質(zhì)的危險廢物處置公司處置能力有限,跨省轉(zhuǎn)運(yùn)處置也十分困難,因此危險廢物貯存成為了新的難題。江蘇響水“3·21”事故正是由于硝化廢料長期貯存持續(xù)積熱升溫導(dǎo)致自燃;最終引發(fā)硝化廢料爆炸。此外,由于危險廢物的危險類別不同,對于貯存、運(yùn)輸環(huán)節(jié)的溫度、濕度等條件存在一定差別,混放易導(dǎo)致事故發(fā)生;


③危險廢物處置能力不強(qiáng),處置效果有待提升。在有限的處置能力和高額的處理費(fèi)用下,企業(yè)故意隱瞞、偷放偷排或違法違規(guī)處置危險廢物違法犯罪行為屢禁不止。完善危險廢物綜合處置設(shè)施安全標(biāo)準(zhǔn),消除處置能力瓶頸。實(shí)現(xiàn)無害化處置,是目前危險廢物處置行業(yè)的關(guān)鍵;


④危險廢物安全監(jiān)管和防控技術(shù)不能適應(yīng)企業(yè)快速發(fā)展需求。當(dāng)前危險廢物監(jiān)管體系以《中華人民共和國憲法》、《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》為指導(dǎo),固廢管部門和企業(yè)對于危險廢物的貯存類型、數(shù)量、時限、貯存環(huán)境等信息的監(jiān)管和預(yù)警較為困難。同時,危險廢物貯存、運(yùn)輸場所缺乏必要、有效的安全防控設(shè)備,未設(shè)置有毒有害、易燃易爆氣體報(bào)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和噴淋系統(tǒng),不利于危險廢物事故的預(yù)防和發(fā)生后的應(yīng)急處置,進(jìn)一步加劇了事故的破壞性。


建議

①完善危險廢物危險特性鑒別鑒定與登記。危險廢物危險特性的鑒定評估是進(jìn)行危險廢物安全監(jiān)管的第一步,是針對危險廢物安全事故應(yīng)急救援提供技術(shù)、信息支持的基礎(chǔ)工作。因此開發(fā)準(zhǔn)確、快速鑒別技術(shù),建立危險廢物安全數(shù)據(jù)庫是實(shí)現(xiàn)危險廢物全生命周期管理的重要一步;

②危險廢物貯存安全防控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化、措施完善化。無論對于危險廢物產(chǎn)生單位還是處置單位,危險廢物的貯存是管理過程中風(fēng)險防控的重要環(huán)節(jié)。危險廢物包裝容器應(yīng)該規(guī)范化,危險廢物貯存場所設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮危險廢物分區(qū)貯存、貯存庫防滲防擴(kuò)散、風(fēng)險報(bào)警、職業(yè)健康等功能。企業(yè)應(yīng)當(dāng)更加注重危險廢物燃爆事故風(fēng)險防控,視頻監(jiān)控、在線檢測、消防預(yù)警等的應(yīng)用,降低危險廢物安全事故帶來的風(fēng)險;


提升危險廢物安全處置能力,提高處置效果。危險廢物綜合處置單位應(yīng)該提供資源研發(fā)危險廢物處置新裝備,明確處置設(shè)施安全標(biāo)準(zhǔn),配套更加完善,對危險廢物貯存、處置場所合理布點(diǎn);


④提升危險廢物管理人員安全技能與管理水平。對危險廢物管理人員加大培訓(xùn),必須讓管理員了解危險廢物的基本性質(zhì)和應(yīng)急處置措施;


⑤針對環(huán)保設(shè)施強(qiáng)化風(fēng)險辨識。將環(huán)保項(xiàng)目、主生產(chǎn)裝置、周邊設(shè)備實(shí)施作為一個系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)性風(fēng)險辨識,高度重視環(huán)保改造過程中出現(xiàn)的新情況、新問題,重點(diǎn)分析環(huán)保項(xiàng)目對主生產(chǎn)裝置、周邊設(shè)備設(shè)施產(chǎn)生的次生風(fēng)險。


⑥建立危險廢物安全監(jiān)管信息化系統(tǒng)。危險廢物監(jiān)管與計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)交叉成為信息化監(jiān)管的未來趨勢,逐步建立全國范圍的危險廢物監(jiān)管信息處理和數(shù)據(jù)管理,危險廢物監(jiān)管、統(tǒng)計(jì)和查詢向人工智能方向不斷發(fā)展。