VOCs治理设施“爆炸”等事故原因分析

  

众所周知，VOCs大部分都是易燃易爆气体，如果没有合理地选择工艺或规范的操作运行管理，往往导致火灾、爆炸等事故的发生。因此无论是环保设计公司还是VOCs产生企业，都必须对废气净化设施装置的安全风险问题给予高度的重视，防患于未然。

目前常见的VOCs末端治理工艺有蓄热式燃烧（RTO）、催化燃烧（RCO）、直接燃烧（TO）、活性炭吸附脱附、低温等离子等。但VOCs废气成分复杂，通常为多种易燃易爆的混合有机气体，前期的技术工艺选择不到位或这些装置的投入使用不加以专业管理和控制，往往会带来新的安全隐患。比如活性炭装置自燃以及危废处理问题；RTO装置爆炸问题；低温等离子装置电晕放电着火问题。

案例分析：某公司废气处理系统爆燃事故

2013年8月2日9点20分左右，宁波某公司3楼自动喷漆线的废气处理系统发生爆燃，设置在自动喷漆生产线间旁边外面的水泥屋面上的废气处理集装箱两端被炸开。集装箱上部的进风管道被炸断和飞离，集装箱出风管道和与其连接的“等离子废气净化器”全部被炸毁，输出端风机炸坏和位移。紧靠废气处理集装箱的自动喷漆间的吸风管被炸裂，自动喷漆生产线的设备严重破坏。

根据事故现场情况分析，这次爆燃事故的爆炸中心位于“等离子废气净化器”和废气处理集装箱，“等离子废气净化器”被炸毁，废气处理集装箱的左、右两侧及上部共3个方向都发生严重变形。集装箱的进通风管道，自动喷漆生产线的吸风罩、输送风管被炸坏，以及自动喷涂生产线间引起火灾，这些是由于“等离子废气净化器”和废气处理集装箱发生爆炸的冲击波及爆炸高温高热引起回燃所导致的；输出端风机位移是由于爆炸的冲击波所造成的。
01喷涂废气处理系统的基本情况

（1）废气处理系统的工艺与设备

宁波XX公司3楼自动喷漆生产线的废气处理系统，是由吸风罩、吸风管、输入端风机、送风管、废气处理集装箱、输风管、等离子废气净化器、输出端风机、排风管等组成的。该废气处理系统的工艺，是喷涂生产线的废气通过两组风机吸、送，经二级处理的工艺过程。其工艺流程大体如下：

（2）有关设备、设施说明

①现场安装的废气处理集装箱是用普通钢材制作的一个长方形箱体，箱体内设置有金属网。

②现场安装的等离子废气净化器，实际是1台YJ-L静电式油烟净化器。

③现场安装的废气处理集装箱和YJ-L静电式油烟净化器都没有看到防静电接地装置。

02事故的直接原因

（1）易燃易爆物质达到爆炸极限的原因分析

宁波XX公司3楼喷漆车间的自动喷漆生产线，使用的喷涂物料有油漆和溶剂，其主要含有二甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等危险化学品。由于喷涂生产时间较长，连续工作了17个小时，因此，废气处理集装箱或YJ-L静电式油烟净化器内的易燃易爆混合气体浓度达到了爆炸极限，或者漆雾、可燃颗粒物等易燃易爆粉尘组成的混合物达到了爆炸极限。其中：二甲苯(爆炸极限1.0-7.0%)、乙酸乙酯(爆炸极限2.0-11.5%)、乙酸丁酯(爆炸极限1.2-7.5%)。

（2）引爆火源的原因分析

①YJ-L静电式油烟净化器可能引起火花。宁波XX公司使用的YJ-L静电式油烟净化器，其产品工作原理介绍：“油烟废气被风机负压吸入净化器，大颗粒油滴通过粗滤网时在碰撞和重力作用下流入集油槽内，大量亚微米的烟雾进入一级、二级高压电场，油烟颗粒大部分得以降解，少部分被收集在集油板上，余下的微米级油雾微粒和烟气中的有毒有害物质进入三级等离子场后被降解成二氧化碳和水，最后排出洁净空气。”由此可知，YJ-L静电式油烟净化器内存在“一级、二级高压电场”，高压电场可能产生火花。

同时，YJ-L静电式油烟净化器在运行过程中，由于风力的作用，可燃气体、漆雾、粉尘等金属氢氧化物的胶体粒子、非金属氧化物的胶体粒子在装置内与金属栅板发生碰撞、摩擦产生静电，静电积聚产生静电火花。而且，YJ-L静电式油烟净化器没有国家安全认证标志、国家检验单位签发的“防爆合格证”标记。

②废气处理集装箱可能产生静电火花。根据废气处理集装箱的功能分析，废气处理集装箱主要是颗粒物、粉尘的沉降收集装置。自动喷漆生产线在生产过程中产生的大量漆雾，以及需要表面喷涂工件的毛边毛刺（在运动中极易掉落），在吸风罩内的风力作用下，就可能通过吸风管输送到废气处理集装箱。由于连续作业17个小时，其颗粒物、粉尘没有及时清理，这些颗粒物、粉尘、漆雾、漆尘、可燃气体在废气处理集装箱内，由于风力的作用，不停的进行悬浮运动，碰撞、摩擦产生静电，静电积聚产生静电火花。

YJ-L静电式油烟净化器若如其工作原理介绍，存在“一级、二级高压电场”，分析倾向是由于YJ-L静电式油烟净化器的高压电场产生火花为引爆火源。

03事故的间接原因

（1）宁波XX公司的废气处理系统，没有规范的设计、安装、检测检验资料，YJ-L静电式油烟净化器、废气处理集装箱没有产品合格证，没有国家安全认证标志、“防爆合格证”标记。给安全生产留下了重大的设备隐患。（2）自动喷漆线连续生产17个小时，对废气处理集装箱内的沉降物质没有及时清理，工件毛刺、粉尘、漆雾颗粒物等金属氢氧化物的胶体粒子、非金属氧化物的胶体粒子没有得到及时清除处理。

（3）宁波XX公司对喷漆车间自动喷漆线废气处理系统的危险有害因素辨识不到位，事故隐患排查不到位，从事故现场发现甲类生产场所使用的电机未选用防爆型、动力电线未采用镀锌钢管穿管保护，不符合相关规范要求。

04防范措施

（1）选用规范的合格设备。危险工作场所的生产工艺及设备，应委托具有相应资质的单位进行规范设计、制造。应当使用符合安全技术规范要求的设备、设施。喷涂作业及其废气处理设备、装置在投入使用前，应当核对其附有安全技术规范要求的设计文件、产品质量合格证明、安装及使用维修说明、监督检验证明等文件。

（2）加强对生产设备维修保养。应加强喷涂作业场所及废气处理系统设备设施的日常维护保养，从而使生产设备尤其是安全设施如可燃气体报警装置、通风设施，废气处理设施等保持良好的工作状态，提高本质安全度；及时清除和妥善处理废弃物，从而消除事故隐患。

以下几点提醒要注意：

1、处理装置设计和采用的电器元件必须按照规范要求符合防爆等级；2、设备布置要满足安全距离的要求；3、与气体接触的自动控制阀必须使用气动阀；4、必须选用防爆风机；5、在所有处理系统中必须在适当位置安装符合国家标准的阻火器！6、在处理装置中的敏感部位（超温、超压等）要按照规范设置报警装置及应急处理措施；7、为确保运行安全，必要时可采用连锁设计；8、要考虑现场整体的安全、环境应急预案。

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