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尾气系统安全设计

文档作者：黄海艳文档来源：湖南海利工程咨询设计有限公司		点击数：	更新时间： 2021年10月10日
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黄海艳尾气系统安全设计 49
尾气系统安全设计
黄海艳 湖南海利工程咨询设计有限公司 长沙410007
摘要 本设计将复杂的尾气系统划分为两个单独的系统：惰性化尾气系统和贫气系统，分别对两个尾气
系统进行设计，再将两个系统的尾气由各自的风机单独送往焚烧系统，消除成分复杂的尾气在长距离输送过程
中的安全隐患。
关键词 尾气系统安全惰性化贫气
化工装置生产过程中产生的尾气成分复杂，
不仅有原、辅材料的挥发性气体，还有化学反应
过程中产生的气体或其它挥发性物质等。在化工
装置设计中，尾气系统的设计向来不被重视，为
整个装置设计的薄弱环节，主要体现为设计工艺
流程较简单，检测和控制点少。而近年来，尾气
在长距离输送过程中发生爆炸的事故较多¨ J，
主要为尾气中的有机物与助燃物质(空气或氧气)
充分接触，在输送过程中由于管道静电接地不良
或其它原因等产生火花，达到爆炸的条件而引发
爆炸事故。结合某化工装置尾气系统实例，简介
尾气系统设计的新思路。
1 尾气系统安全设计思路
某化工装置主要生产合成杀虫剂，用到的挥
发性物质有挥发性溶剂等，生产过程包含溶解、
反应、离心分离、干燥、包装等。由于空气中水
分的含量对合成过程的收率影响较大、以及产品
的不稳定性等特点，在溶剂的储存过程、溶解过
程、反应过程、离心分离和干燥过程中均设置微
压氮气保护系统。生产装置的尾气主要来源于储
罐、反应釜等进出料排放、正常离心分离过程的
放空、干燥过程放空等，此外，还有固体投料过
程中的抽风尾气、离心机布置区域的换气等均进
尾气系统中，尾气中的成分有有机物、空气、惰
性气体等，项目须对尾气焚烧处理。焚烧炉位于
生产装置所在厂区的中部，离生产装置距离数千
米。尾气中既有高浓度有机物，还存在助燃物质
空气等，在输送过程若静电接地不良或由于其它
原因，易发生爆炸事故。本设计拟根据尾气的成
分，将尾气系统分为两个独立的系统：惰性化气
体系统和贫气系统。将储罐、反应釜、离心机和
干燥器的正常放空接入惰性化气体系统；离心机
布置区域的换气和固体投料区域的抽风尾气， 由
于有机物含量很少，主要为空气，故接人贫气系
统。对两个系统分别进行设计，尾气由两套独立的
风机送至焚烧炉系统内，惰性化气体中有机物含
量高，作为主要燃烧介质，而贫气可作为焚烧炉
的空气补充。
2 两套尾气系统安全设计
2．1 惰性化尾气系统
2．1．1 工艺流程
惰性化尾气系统中有机物含量较高，为了不
形成爆炸性混合物，需严格控制系统内含氧量。
拟采用设置在线氧含量检测、报警和联锁补氮的
措施控制系统内氧含量，带控制点的流程见图l。
2．1．2 流程及联锁控制说明
所有惰性化尾气均接入气液分离罐内。设置
气液分离罐 的目的是分离除去尾气中可能夹带
的液滴，气相由风机送至废气焚烧炉。设置2台风
机，1用1备，对每台风机设置电流监测、报警和
联锁，当风机电流处于低位时报警，更低时系统
能自动切换至另外一台备用风机，切换风机的同
时还需将风机前的阀门KV02和KV03进行自动切
换。在进风机前的管道上设置了2个在线氧含量检
测，用于检测系统内氧气含量；风机前设置压力
调节系统，以维持整个尾气系统处于均衡的微负
压状态，防止前系统流量过小对风机的影响；在
风机出口管道上设置温度检测，高温报警和联锁；
黄海艳：工程师。2005年毕业于湘潭大学化学工艺专业获硕士学位。从事化工工程咨询设计工作。联系电话：(0731)85357936，
E —mail：000一
hhy@ 163．tom 。
50 CHEM ICAL ENGINEERING DESIGN
图1 惰性化尾气系统
在尾气总管靠近端点处设置进氮气管线，当风机
出口温度高或系统内任意一个氧气浓度仪的氧含
量超标时均需自动打开氮气管道上的开关阀
KV01，如氮气开关阀KV01打开仍不能有效解决
问题，则需关闭KV04，同时打开KV05，将尾气
切换至就近的高空排放系统，可避免高温或氧含
量超标的尾气长距离输送至焚烧炉引发安全事故。
2．2 贫气系统
2．2．1 工艺流程
贫气系统尾气的主要成分为空气，有机物含
量很低，为了防止有机物和空气形成爆炸性混合
物，需严格控制系统内有机物含量在爆炸下限的
25％ 之内。拟采用设置在线有机物含量检测、报警
和联锁补充空气的措施来控制系统内有机物含量，
带控制点的流程见图2。
图2 贫气系统
2．2．2 流程及联锁控制说明
贫气系统的流程和联锁控制与惰性化尾气系
统基本相同，区别在于贫气系统设置有机物含量
在线检测和报警、联锁。联锁措施用于启动补空
气系统即可使系统内有机物含量降低。其它联锁
和控制措施与惰性化尾气系统相同。
3 结语
(1)将复杂的尾气系统划分为两个单独的系
统：惰性化尾气系统和贫气系统，由各自的风机
单独送往焚烧系统，消除了成分复杂的尾气在长
距离输送过程中的安全隐患。
(2)对于惰性化尾气系统，可通过设置氧含
量在线监测、报警和联锁补氮措施等维持系统内
氧气含量，使有机物浓度较高的系统内由于助燃
物质浓度低而达不到爆炸条件。
(3)对于贫气系统，可通过设置有机物在线
含量监测、报警和联锁补空气措施等来维持系统
内有机物含量，使有机物浓度处于爆炸下限的
25％范围内，从而抑制爆炸性混合物的产生。
参考文献
1 金浩．氯化苯尾气爆炸原因分析及安全对策措施[J]．
化工安全与环境，2007，(4)．
2 沈华民．尿素尾气防爆监控系统[J]．化肥工业，2003，
(5)．
3 牛晓旭，孙伟．火炬系统分液罐的工艺设计[J]．化T
设计，2010，20 (3)．
(收稿日期2015—01—19)

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