HAZOP分析在危廢焚燒工藝中的應(yīng)用
近年來(lái),政府加大了對(duì)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生及處置單位執(zhí)法監(jiān)管力度,在2018年5月,國(guó)家生態(tài)環(huán)境部印發(fā)《關(guān)于堅(jiān)決遏制固體廢物非法轉(zhuǎn)移和傾倒進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)廢物全過(guò)程監(jiān)管的通知》,在全國(guó)范圍內(nèi)開(kāi)展了危廢專(zhuān)項(xiàng)整治工作,進(jìn)一步釋放了危廢處置需求。在這樣的背景下,許多企業(yè)(甚至一些行業(yè)外的企業(yè))紛紛投入到危廢處置行業(yè)。但是目前我國(guó)絕大多數(shù)危廢處置企業(yè)處置規(guī)模較低、工藝落后,安全管理水平也參差不齊,缺少必要工藝安全分析,造成業(yè)內(nèi)事故頻發(fā)。僅2019年上半年,就發(fā)生了多起由于危廢處置不當(dāng)導(dǎo)致的火災(zāi)爆炸事故。
危險(xiǎn)廢物是一類(lèi)特殊的廢物,具有易燃易爆、放射性、腐蝕、反應(yīng)性有毒有害等特征,極具危險(xiǎn)性如不加以規(guī)范處置,會(huì)對(duì)人類(lèi)和環(huán)境造成極大的傷害,因此危廢處置按照"減量化、資源化、無(wú)害化、"的原則來(lái)減少對(duì)環(huán)境的污染。目前回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝廣泛應(yīng)用于危險(xiǎn)廢物處置,在工藝工程設(shè)計(jì)方面,早在2005年國(guó)家就出臺(tái)了《危險(xiǎn)廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)要求》(HJT176—2005),但是由于危廢物料來(lái)源的復(fù)雜性和不確定性,操作不當(dāng)極易造成回轉(zhuǎn)窯頻繁故障、煙氣排放超標(biāo),甚至發(fā)生火災(zāi)事故。對(duì)此現(xiàn)象,HAZOP分析的應(yīng)用可以幫助企業(yè)有效避免此類(lèi)事故。
HAZOP分析
HAZOP分析識(shí)別出工藝操作過(guò)程中具有潛在危險(xiǎn)的偏差,進(jìn)一步完善工藝工程設(shè)計(jì),提高工藝裝置的可操作性。HAZOP分析過(guò)程中通過(guò)各專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴”討論并對(duì)所有工藝參數(shù)的偏差都進(jìn)行分析 ,根據(jù)偏差導(dǎo)致的后果嚴(yán)重程度、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。
通過(guò)HAZOP分析“污染”和“火災(zāi)/爆炸”偏差中,識(shí)別出在工藝操作過(guò)程,最大的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)至危廢物料的本身,如危廢中硫、氯含量過(guò)高,在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒后會(huì)產(chǎn)生大量的氯氣等酸性氣體,導(dǎo)致設(shè)備腐蝕,而且氯含量過(guò)高容易生成二噁英;危廢中金屬成分過(guò)高,煙氣處理系統(tǒng)中的活性炭無(wú)法將其全部吸附就會(huì)導(dǎo)致煙氣排放重金屬含量超標(biāo);危廢中含有低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的廢料時(shí),進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒容易變成熔融態(tài),進(jìn)入窯尾后粘結(jié)在耐火材料上,影響回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)負(fù)荷和焚燒設(shè)施的使用壽命;危廢中同時(shí)也混雜著大量易然易爆品、低閃點(diǎn)物料,如溶劑等,遇高溫或火種極易發(fā)生火災(zāi)。
HAZOP分析中通過(guò)各專(zhuān)業(yè)人員“頭腦風(fēng)暴”討論分析,制定了相應(yīng)的改進(jìn)措施,如要求公司相關(guān)部門(mén)研究制定“三級(jí)配伍”的方式配伍的工作流程,在此基礎(chǔ)上分析檢測(cè)物料的熱值、水分、鹵素(氟、氯、溴、碘等)含量、硫化物含量、金屬鹽含量等信息制定專(zhuān)項(xiàng)處置方案;在工藝設(shè)備方面:?jiǎn)温輻U、雙螺桿進(jìn)料系統(tǒng)增加蒸汽滅火裝置,并在單螺桿進(jìn)料系統(tǒng)上方加裝防火板保護(hù)上方的軟管和工藝線(xiàn)路,同時(shí)將二氧化碳滅火裝置引入雙螺桿進(jìn)料系統(tǒng)。有效的控制低閃點(diǎn)物料在進(jìn)料操作時(shí)發(fā)生火災(zāi)事故。見(jiàn)表1
針對(duì)低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的廢料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒時(shí)出現(xiàn)低熔鹽結(jié)焦,可以觀察濕渣機(jī)出渣的情況,調(diào)整回轉(zhuǎn)窯的燃燒溫度,降低低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的危廢的進(jìn)料量。通過(guò)HAZOP討論分析,認(rèn)為需要確?;剞D(zhuǎn)窯焚燒線(xiàn)長(zhǎng)周期安全運(yùn)行,需要提高熔焦效率,因此決定在回轉(zhuǎn)窯窯尾安裝除渣裝置(見(jiàn)圖1),對(duì)于回轉(zhuǎn)窯尾部的焦進(jìn)行高溫在線(xiàn)融焦使其熔化后排入濕渣機(jī)內(nèi)。
危廢回轉(zhuǎn)窯操作過(guò)程回轉(zhuǎn)窯的壓力、溫度是主要控制參數(shù),通過(guò)“儀表”偏差的HAZOP討論分析,發(fā)現(xiàn)由于危廢回轉(zhuǎn)窯和二燃室的工況比較惡劣,儀表故障比較多,直接影響危廢回轉(zhuǎn)窯焚燒的安全運(yùn)行。例如針對(duì)熱電偶保護(hù)套管容易損壞,窯尾溫度高采用S型熱電偶的溫度計(jì)。同時(shí)在回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)安裝溫度測(cè)點(diǎn)增加至窯頭2個(gè),窯尾3個(gè),二燃室6個(gè)。增加回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)高溫聯(lián)鎖保護(hù),當(dāng)窯尾溫度TE3120A和TE3120B同時(shí)超過(guò)1300℃時(shí),聯(lián)鎖進(jìn)料系統(tǒng)并打開(kāi)急排。見(jiàn)表2
總結(jié)
采用HAZOP分析工具,分析識(shí)別出了回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的不足,可能導(dǎo)致偏差的原因及可能造成的風(fēng)險(xiǎn)和后果的大小,相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員討論后提出了前端“三級(jí)配伍”的方式進(jìn)行配伍工作流程;危險(xiǎn)物料負(fù)面清單;固廢頂門(mén)和邊門(mén)進(jìn)料標(biāo)準(zhǔn);液廢進(jìn)料標(biāo)準(zhǔn);進(jìn)料系統(tǒng)增加自動(dòng)消防設(shè)施;進(jìn)一步完善了檢測(cè)儀表選型;在回轉(zhuǎn)窯窯尾安裝除渣裝置,實(shí)現(xiàn)不停車(chē)在線(xiàn)清焦;增加轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)溫度保護(hù)聯(lián)鎖和緊急停車(chē)系統(tǒng)等安全措施,確?;剞D(zhuǎn)窯焚燒線(xiàn)在危廢物料來(lái)源復(fù)雜和不確定的情況下,能夠長(zhǎng)周期安全可靠運(yùn)行。
(作者系上海天漢環(huán)境資源有限公司周衛(wèi))
危險(xiǎn)廢物是一類(lèi)特殊的廢物,具有易燃易爆、放射性、腐蝕、反應(yīng)性有毒有害等特征,極具危險(xiǎn)性如不加以規(guī)范處置,會(huì)對(duì)人類(lèi)和環(huán)境造成極大的傷害,因此危廢處置按照"減量化、資源化、無(wú)害化、"的原則來(lái)減少對(duì)環(huán)境的污染。目前回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝廣泛應(yīng)用于危險(xiǎn)廢物處置,在工藝工程設(shè)計(jì)方面,早在2005年國(guó)家就出臺(tái)了《危險(xiǎn)廢物集中焚燒處置工程建設(shè)技術(shù)要求》(HJT176—2005),但是由于危廢物料來(lái)源的復(fù)雜性和不確定性,操作不當(dāng)極易造成回轉(zhuǎn)窯頻繁故障、煙氣排放超標(biāo),甚至發(fā)生火災(zāi)事故。對(duì)此現(xiàn)象,HAZOP分析的應(yīng)用可以幫助企業(yè)有效避免此類(lèi)事故。
HAZOP分析
HAZOP分析識(shí)別出工藝操作過(guò)程中具有潛在危險(xiǎn)的偏差,進(jìn)一步完善工藝工程設(shè)計(jì),提高工藝裝置的可操作性。HAZOP分析過(guò)程中通過(guò)各專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行“頭腦風(fēng)暴”討論并對(duì)所有工藝參數(shù)的偏差都進(jìn)行分析 ,根據(jù)偏差導(dǎo)致的后果嚴(yán)重程度、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)提出相應(yīng)的改進(jìn)措施。
通過(guò)HAZOP分析“污染”和“火災(zāi)/爆炸”偏差中,識(shí)別出在工藝操作過(guò)程,最大的風(fēng)險(xiǎn)來(lái)至危廢物料的本身,如危廢中硫、氯含量過(guò)高,在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒后會(huì)產(chǎn)生大量的氯氣等酸性氣體,導(dǎo)致設(shè)備腐蝕,而且氯含量過(guò)高容易生成二噁英;危廢中金屬成分過(guò)高,煙氣處理系統(tǒng)中的活性炭無(wú)法將其全部吸附就會(huì)導(dǎo)致煙氣排放重金屬含量超標(biāo);危廢中含有低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的廢料時(shí),進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒容易變成熔融態(tài),進(jìn)入窯尾后粘結(jié)在耐火材料上,影響回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)負(fù)荷和焚燒設(shè)施的使用壽命;危廢中同時(shí)也混雜著大量易然易爆品、低閃點(diǎn)物料,如溶劑等,遇高溫或火種極易發(fā)生火災(zāi)。
HAZOP分析中通過(guò)各專(zhuān)業(yè)人員“頭腦風(fēng)暴”討論分析,制定了相應(yīng)的改進(jìn)措施,如要求公司相關(guān)部門(mén)研究制定“三級(jí)配伍”的方式配伍的工作流程,在此基礎(chǔ)上分析檢測(cè)物料的熱值、水分、鹵素(氟、氯、溴、碘等)含量、硫化物含量、金屬鹽含量等信息制定專(zhuān)項(xiàng)處置方案;在工藝設(shè)備方面:?jiǎn)温輻U、雙螺桿進(jìn)料系統(tǒng)增加蒸汽滅火裝置,并在單螺桿進(jìn)料系統(tǒng)上方加裝防火板保護(hù)上方的軟管和工藝線(xiàn)路,同時(shí)將二氧化碳滅火裝置引入雙螺桿進(jìn)料系統(tǒng)。有效的控制低閃點(diǎn)物料在進(jìn)料操作時(shí)發(fā)生火災(zāi)事故。見(jiàn)表1
|
引導(dǎo)詞 |
偏差 |
原因 |
后果 |
已有的防護(hù)措施 |
風(fēng)險(xiǎn) |
建議措施 |
風(fēng)險(xiǎn) | ||||
| S | L0 | R0 | S | L0 | R0 | ||||||
| 污染 | 進(jìn)料有污染,S、Cl、F、P、重金屬、PH值 | 危廢物料中S、Cl等高; | 煙氣超標(biāo),設(shè)備腐蝕 |
1、進(jìn)料標(biāo)準(zhǔn)、SOP 2、煙氣在線(xiàn)監(jiān)測(cè) 3、特殊物料并在邊門(mén)試投 |
4 | 4 | 16 |
1、制定“三級(jí)配伍”的工作流程, 2、分析檢測(cè)物料的熱值、水分、鹵素(氟、氯、溴、碘等)含量、硫化物含量指標(biāo) 3、金屬鹽含量等信息制定專(zhuān)項(xiàng)處置方案; |
4 | 3 | 12 |
| 低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的危廢 | 入料中含有低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的廢料 | 入料中含有低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的廢料時(shí),灰渣很容易變成熔融態(tài),這些灰渣接近窯尾時(shí),燃燒溫度較低,熔融的灰渣容易粘結(jié)在耐火材料上。 |
1、化驗(yàn)后對(duì)含有低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的廢料摻合方可入爐 2、觀察出渣情況,降低危廢中含有低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的危廢的進(jìn)料量 |
4 | 4 | 16 | 在回轉(zhuǎn)窯窯尾安裝除渣裝置,對(duì)于已經(jīng)結(jié)焦的物質(zhì)采用高溫融化使其熔化后從濕渣機(jī)處排除。 | 4 | 3 | 12 | |
| 火災(zāi)/爆炸(粉塵、可燃?xì)猓?/span> | 助燃風(fēng)管 | 1、爆炸性粉塵濃度過(guò)高 | 操作波動(dòng)導(dǎo)致風(fēng)管回火,造成風(fēng)管內(nèi)粉塵爆炸 |
1、風(fēng)管吸入口過(guò)濾器; 2、控制粉塵類(lèi)物料入坑; 3、按照SOP控制焚燒爐正壓 |
5 | 4 | 20 |
1、儲(chǔ)坑噴水降塵 2、安裝風(fēng)管清理孔,風(fēng)管定期清理 |
5 | 3 | 15 |
| 雙螺桿進(jìn)料 | 低閃點(diǎn)物料進(jìn)料 | 雙螺桿發(fā)生自燃現(xiàn)象并出現(xiàn)大量濃煙,導(dǎo)致單螺桿物料也引燃、泄爆口蓋子打開(kāi)、火焰串出 |
1、低閃點(diǎn)物料拌料標(biāo)準(zhǔn) 2、低閃點(diǎn)物料進(jìn)坑后抓斗再次拌和制定標(biāo)準(zhǔn)流程 |
5 | 4 | 20 |
1、單螺桿、雙螺桿進(jìn)料系統(tǒng)增加蒸汽滅火裝置, 2、在單螺桿上方的軟管、線(xiàn)路加裝防火板, 3、將二氧化碳滅火裝置引入雙螺桿進(jìn)料系統(tǒng) |
5 | 3 | 15 | |
| 邊門(mén)進(jìn)料 |
1、極其粘稠物料分裝困難 2、計(jì)劃部試燒物料 |
翻入推槽后蓋子砸壞、包裝損壞引起物料漏發(fā)生著火。 |
1、物料包裝要求SOP 2、邊門(mén)區(qū)域配備滅火器放置現(xiàn)場(chǎng) 3、每2小時(shí)對(duì)推頭底部清理 4、有攝像頭監(jiān)控 |
5 | 4 | 20 |
, 邊門(mén)增加蒸汽滅火系統(tǒng),并在邊門(mén)控制柜上進(jìn)行操作 |
5 | 3 | 15 | |
針對(duì)低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的廢料在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)焚燒時(shí)出現(xiàn)低熔鹽結(jié)焦,可以觀察濕渣機(jī)出渣的情況,調(diào)整回轉(zhuǎn)窯的燃燒溫度,降低低熔點(diǎn)鹽類(lèi)的危廢的進(jìn)料量。通過(guò)HAZOP討論分析,認(rèn)為需要確?;剞D(zhuǎn)窯焚燒線(xiàn)長(zhǎng)周期安全運(yùn)行,需要提高熔焦效率,因此決定在回轉(zhuǎn)窯窯尾安裝除渣裝置(見(jiàn)圖1),對(duì)于回轉(zhuǎn)窯尾部的焦進(jìn)行高溫在線(xiàn)融焦使其熔化后排入濕渣機(jī)內(nèi)。
危廢回轉(zhuǎn)窯操作過(guò)程回轉(zhuǎn)窯的壓力、溫度是主要控制參數(shù),通過(guò)“儀表”偏差的HAZOP討論分析,發(fā)現(xiàn)由于危廢回轉(zhuǎn)窯和二燃室的工況比較惡劣,儀表故障比較多,直接影響危廢回轉(zhuǎn)窯焚燒的安全運(yùn)行。例如針對(duì)熱電偶保護(hù)套管容易損壞,窯尾溫度高采用S型熱電偶的溫度計(jì)。同時(shí)在回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)安裝溫度測(cè)點(diǎn)增加至窯頭2個(gè),窯尾3個(gè),二燃室6個(gè)。增加回轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)高溫聯(lián)鎖保護(hù),當(dāng)窯尾溫度TE3120A和TE3120B同時(shí)超過(guò)1300℃時(shí),聯(lián)鎖進(jìn)料系統(tǒng)并打開(kāi)急排。見(jiàn)表2
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引導(dǎo)詞 |
偏差 |
原因 |
后果 |
已有的防護(hù)措施 |
風(fēng)險(xiǎn) |
建議措施 |
風(fēng)險(xiǎn) | ||||
| S | L0 | R0 | S | L0 | R0 | ||||||
| 儀表 | 回轉(zhuǎn)窯溫度計(jì) | 窯內(nèi)溫度計(jì)顯示高 | 窯頭熱電偶保護(hù)套管容易損壞,影響正常監(jiān)測(cè),導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)超溫 |
1、窯頭、窯尾、二燃室溫度報(bào)警 2、TE3120高溫聯(lián)鎖聯(lián)鎖進(jìn)料系統(tǒng)并打開(kāi)而然是急排。 3、手持式測(cè)溫儀對(duì)回轉(zhuǎn)窯本體測(cè)溫 |
5 | 4 | 20 |
1、窯尾熱電偶選用S型熱電偶。K型熱電偶量程低,容易高溫引起損壞; 2、溫度監(jiān)控增加至窯頭2個(gè),窯尾3個(gè),二燃室6個(gè)。 3、窯尾溫度TE3120A和TE3120B同時(shí)>1300℃時(shí),聯(lián)鎖進(jìn)料系統(tǒng)并打開(kāi)急排。 |
5 | 3 | 15 |
| 回轉(zhuǎn)窯壓力表 | 煙塵易堵塞導(dǎo)壓管道 | 壓力變送器失真,影響正常生產(chǎn) | 1、在線(xiàn)清理 | 5 | 3 | 15 | 1、建議導(dǎo)壓管增加反吹管線(xiàn) | 5 | 3 | 15 | |
| 回轉(zhuǎn)窯進(jìn)料流量計(jì) | 液廢進(jìn)料成分復(fù)雜、不穩(wěn)定,含雜質(zhì)多、粘度大、易結(jié)晶成分 | 流量計(jì)堵塞,影響正常生產(chǎn) |
1、清理過(guò)濾器 2、管線(xiàn)壓力開(kāi)關(guān)報(bào)警 |
5 | 3 | 15 | |||||
總結(jié)
采用HAZOP分析工具,分析識(shí)別出了回轉(zhuǎn)窯焚燒工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)上的不足,可能導(dǎo)致偏差的原因及可能造成的風(fēng)險(xiǎn)和后果的大小,相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員討論后提出了前端“三級(jí)配伍”的方式進(jìn)行配伍工作流程;危險(xiǎn)物料負(fù)面清單;固廢頂門(mén)和邊門(mén)進(jìn)料標(biāo)準(zhǔn);液廢進(jìn)料標(biāo)準(zhǔn);進(jìn)料系統(tǒng)增加自動(dòng)消防設(shè)施;進(jìn)一步完善了檢測(cè)儀表選型;在回轉(zhuǎn)窯窯尾安裝除渣裝置,實(shí)現(xiàn)不停車(chē)在線(xiàn)清焦;增加轉(zhuǎn)窯焚燒系統(tǒng)溫度保護(hù)聯(lián)鎖和緊急停車(chē)系統(tǒng)等安全措施,確?;剞D(zhuǎn)窯焚燒線(xiàn)在危廢物料來(lái)源復(fù)雜和不確定的情況下,能夠長(zhǎng)周期安全可靠運(yùn)行。
(作者系上海天漢環(huán)境資源有限公司周衛(wèi))
安康
中國(guó)化學(xué)品安全協(xié)會(huì)
2019年07月19日 17:24