徐厚友 郭昆 王彪 喻青 段航

（中鋼集團武漢安全環(huán)保研究院有限公司，湖北武漢 430081）

0 引言

近年來隨著國內(nèi)經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工業(yè)廢氣已經(jīng)是環(huán)境治理的一項重要內(nèi)容，相關(guān)部門也相繼頒發(fā)了工業(yè)廢氣治理的法律法規(guī)，逐步完善法律體系。與此同時，企業(yè)也在不斷加大廢氣治理力度。工業(yè)企業(yè)的廢氣成份比較復(fù)雜，一般為多組份混合氣體，通常為具有毒害性且伴有臭味的酸堿廢氣，此外，噴漆、電鍍、印刷等行業(yè)生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生具有易燃易爆性的揮發(fā)性有機物（VOCs）廢氣。廢氣處理不當(dāng)不僅易對周邊環(huán)境造成污染，還可能會引發(fā)火災(zāi)爆炸等嚴重的安全事故，造成財產(chǎn)損失和惡劣的社會影響［1］。2022 年底，國務(wù)院安委會辦公室、生態(tài)環(huán)境部、應(yīng)急管理部共同印發(fā)了《關(guān)于進一步加強環(huán)保設(shè)備設(shè)施安全生產(chǎn)工作的通知》［2］（以下簡稱《通知》）。《通知》指出，2022 年以來全國發(fā)生多起環(huán)保設(shè)備設(shè)施生產(chǎn)安全較大事故。如何從本質(zhì)安全化的角度出發(fā)，避免有機廢氣處理設(shè)施在運行過程中發(fā)生火災(zāi)等事故，是本領(lǐng)域的研究重點。本研究通過對多例原因不同的、具有代表性的有機廢氣處理設(shè)施火災(zāi)事故進行原因分析和梳理，準確辨識企業(yè)有機廢氣處理設(shè)施火災(zāi)事故隱患風(fēng)險點，對指導(dǎo)督促企業(yè)開展環(huán)保設(shè)備設(shè)施安全風(fēng)險辨識評估和隱患排查治理，落實安全生產(chǎn)各項責(zé)任措施具有重要支撐作用。

1 VOCs 廢氣的危害及常用處理方式

1.1 VOCs 廢氣的危害

揮發(fā)性有機污染物（VOCs）指常溫下飽和蒸氣壓大于70 Pa、常壓下沸點在260 ℃以下的有機化合物，或在20 ℃條件下蒸氣壓大于或等于0.01 kPa 具有相應(yīng)揮發(fā)性的全部有機化合物的污染物氣體（簡稱有機廢氣）。VOCs 廢氣的危害主要包括3 個方面［3］：一是VOCs 會形成溫室效應(yīng)氣體，是全球氣溫升高的誘因之一；二是與大氣中的NO3-、O3等氧化劑發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧和二次有機氣溶膠，使得空氣質(zhì)量下降；三是VOCs 廢氣達到相應(yīng)濃度時，可能會使得人體呼吸道、眼睛出現(xiàn)不適，表現(xiàn)出咽痛、過敏、乏力等癥狀，嚴重時還會阻礙人體血液及大腦構(gòu)成，損害中樞神經(jīng)，甚至威脅人的生命安全。

1.2 企業(yè)VOCs 廢氣的處理技術(shù)

近年來，國內(nèi)外對VOCs 廢氣的處理已進行了大量研究，并取得了很多成果，常見的VOCs 處理方式包括變更物料、變更工藝、減少無組織排放、減少泄漏和集中治理方式。集中治理方式由于治理效果顯著而被廣泛采用。迄今比較成熟且企業(yè)常用的VOCs集中治理技術(shù)包括活性炭吸附脫附技術(shù)、噴淋凈化技術(shù)和UV 光解技術(shù)等［4］。活性炭吸附脫附技術(shù)［5］是在VOCs 廢氣流經(jīng)吸附材料（粒狀活性炭和活性炭纖維）時，其中有機烴會被吸附材料所吸附，而氧氣、氮氣等無機氣體則不會被吸附，經(jīng)吸附凈化后便可對氣體進行排放。吸附法具備良好的濃度及氣量變化適應(yīng)性，且VOCs 去除率高，因而在VOCs 廢氣處理中得到廣泛推廣。噴淋凈化技術(shù)是通過利用噴淋的方法，讓有機廢氣經(jīng)過噴淋塔與噴淋液充分接觸，使有機物質(zhì)溶解于噴淋液中并與之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而達到冷卻廢氣、去除顆粒及凈化氣體的作用，再經(jīng)過除霧段處理后，進入下一處理環(huán)節(jié)。噴淋凈化技術(shù)［6］不僅操作簡單易行，針對“三苯”類凈化率高，凈化效果穩(wěn)定，廣泛用于化工企業(yè)有害的復(fù)雜有機廢氣的處理工序。UV 光解技術(shù)［7］是利用高能UV紫外線光束對廢氣進行光解氧化作用，使惡臭氣體物質(zhì)降解轉(zhuǎn)化成低分子化合物、二氧化碳和水，具有噪音小、脫臭效率高等優(yōu)勢。

2 VOCs 廢氣處理設(shè)施火災(zāi)事故風(fēng)險

2.1 事故案例分析

本研究以工業(yè)企業(yè)密集分布的某區(qū)為研究對象，搜集整理了該區(qū)近年來企業(yè)發(fā)生的10 起典型有機廢氣火災(zāi)事故案例，分析事故原因并總結(jié)演變過程，表1 詳細列舉了典型有機廢氣火災(zāi)事故案例事故過程和調(diào)查原因，表2 分析復(fù)盤了典型有機廢氣火災(zāi)事故案例事故演變過程。以常見的UV 光解和活性炭聯(lián)合治理的廢氣處理設(shè)施為例，從表1 和表2 可以發(fā)現(xiàn)，可能發(fā)生火災(zāi)的主要環(huán)節(jié)包括4 個方面，第一是廢氣收集口集氣罩及集氣管道，因為該處油漆顆粒等長期附著在集氣罩及管道的內(nèi)表面，若長期未清理和更換，遇激發(fā)能源可能點燃；第二是UV 光解設(shè)施，燈管發(fā)熱可能點燃附著在燈管外表面的漆渣等，UV 光解設(shè)施本身電氣線路短路、過熱等引發(fā)電氣火災(zāi)，廢氣經(jīng)過噴淋后含水分較高，電氣防潮等級不足引發(fā)電氣火災(zāi)；第三是活性炭吸附設(shè)施，廢氣經(jīng)過UV 光解后溫度進一步升高，廢氣前段未除油處理，導(dǎo)致活性炭廂內(nèi)油污油漬過多或活性炭長期未更換，積油可能引發(fā)自燃等；第四是車間內(nèi)火災(zāi)通過廢氣管道蔓延至廢氣處理設(shè)施，廢氣溫度過高直接點燃廢氣設(shè)施，或者廢氣內(nèi)夾雜火焰、火苗等。

表1 典型有機廢氣火災(zāi)事故案例事故過程和調(diào)查原因

表2 典型有機廢氣火災(zāi)事故案例演變過程

2.2 安全風(fēng)險辨識

通過對以上典型有機廢氣火災(zāi)事故發(fā)生企業(yè)的涉有機廢氣處理實施的現(xiàn)場作業(yè)環(huán)節(jié)、設(shè)備設(shè)施進行風(fēng)險辨識，企業(yè)有機廢氣處理設(shè)施火災(zāi)事故風(fēng)險點主要為：①風(fēng)機、光解設(shè)備、車間生產(chǎn)線的動作順序錯誤，車間啟動生產(chǎn)時廢氣處理設(shè)施前端還未通風(fēng)，造成有機廢氣聚集，遇激發(fā)源發(fā)生燃爆；②UV光解設(shè)備自身缺陷，產(chǎn)生電火花導(dǎo)致電氣火災(zāi)，或點燃燈管以及內(nèi)壁積聚的有機溶劑漆渣；③活性炭箱內(nèi)異常，如活性炭未及時更換，吸附效果變差導(dǎo)致有機廢氣積聚，或活性炭因夏季溫度高或其他原因蓄熱自燃；④有機廢氣處理設(shè)施整體缺少阻火功能，一旦發(fā)生火災(zāi)，無法有效阻止火災(zāi)蔓延。

3 VOCs 廢氣處理設(shè)施火災(zāi)事故對策措施

通過剖析典型事故案例，分析事故原因，針對企業(yè)VOCs 廢氣處理設(shè)施火災(zāi)事故風(fēng)險點提出相應(yīng)對策措施：①企業(yè)的VOCs 廢氣處理設(shè)施多為環(huán)保設(shè)備公司提供的撬裝設(shè)備，在設(shè)計及制造時，應(yīng)符合相關(guān)的安全技術(shù)規(guī)范要求，企業(yè)VOCs 廢氣處理設(shè)施在新建、改建、擴建時應(yīng)有效落實安全設(shè)施“三同時”，施工單位應(yīng)嚴格按照安全設(shè)施設(shè)計和相關(guān)施工技術(shù)標準規(guī)范進行施工；②落實VOCs 廢氣處理設(shè)施設(shè)備維護保養(yǎng)制度，定期清理VOCs 廢氣輸送管道及設(shè)備內(nèi)的油污和漆渣，必要時定期對管道進行更換；③當(dāng)廢氣管道來自或經(jīng)過生產(chǎn)車間火災(zāi)危險相對較大的場所時（如噴涂車間等），廢氣處理設(shè)施與車間內(nèi)主體生產(chǎn)裝置之間的管道加裝阻火裝置，一旦廢氣溫度超標，阻火裝置能及時介入，防止火災(zāi)由車間向樓頂廢氣處理設(shè)施蔓延；④為了避免VOCs廢氣通過排風(fēng)管道及風(fēng)口竄入其他房間，單獨設(shè)置廢氣處理系統(tǒng)：⑤VOCs廢氣處理設(shè)施設(shè)置導(dǎo)除靜電的接地裝置，排氣管道采用金屬等不燃材料，接觸腐蝕性介質(zhì)的風(fēng)管和柔性接頭可采用難燃材料；⑥VOCs廢氣處理設(shè)備裝設(shè)必要的安全監(jiān)測裝置，如UV 光解、風(fēng)機等電氣裝置的電路異常監(jiān)測，活性炭箱的溫度監(jiān)測、壓差監(jiān)測等；⑦VOCs 廢氣處理設(shè)施附近設(shè)置消火栓等消防設(shè)施；⑧制定廢氣處理設(shè)施相關(guān)安全管理制度及規(guī)范的操作規(guī)程，明確廢氣處理設(shè)施安全責(zé)任人，加強員工安全教育培訓(xùn)；⑨針對VOCs廢氣處理設(shè)施火災(zāi)事故制定生產(chǎn)安全事故應(yīng)急預(yù)案，配備應(yīng)急物資，定期組織應(yīng)急演練。

4 結(jié)語

有機廢氣處理設(shè)施的事故會造成財產(chǎn)損失和惡劣的社會影響，要開展環(huán)保設(shè)備設(shè)施安全風(fēng)險辨識評估和隱患排查治理，充分了解引發(fā)安全事故的機理以及整個事故的演化過程。落實安全生產(chǎn)各項責(zé)任措施，避免或減少事故的發(fā)生。同時，如何從本質(zhì)安全化的角度出發(fā)，避免有機廢氣處理設(shè)施在運行過程中發(fā)生火災(zāi)等事故，實現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)安全隱患、事故發(fā)生觸發(fā)自動安全報警和應(yīng)急處置，提升VOCs廢氣處理設(shè)備的本質(zhì)安全水平，是解決上述問題的有效途徑。