针对“天津6.20爆炸”，“低温等离子”研讨会给出适用范围

2017年11月22日,由中国环境保护产业协会主办、中国环境保护产业协会废气净化委员会承办的“低温等离子体技术在VOCs治理工程中应用安全性研讨会”在北京银龙苑宾馆顺利召开。复旦大学张仁熙教授、大连理工大学朱爱民教授、中科院等离子体物理研究所倪国华研究员等专家,全国从事低温等离子体技术治理VOCs废气的工程公司和用户单位的等共二十多位代表参会。会议由中国环境保护产业协会技术部主任燕中凯主持。

2017年6月30日天津市安全生产委员会发布了《市安委会办公室关于吸取事故教训开展环保治理设施专项安全检查的通知》(津安办〔2017〕32号)(以下简称通知),通知中提到:“对采用‘低温等离子’等可能产生点火能的工艺或设备设施处理易燃易爆挥发性有机物的,或采用湿法除尘处理铝、镁等金属涉爆粉尘的环保设施,要立即停用,并全面进行安全风险评估,严防类似事故再次发生”。该通知发布后,引起了业界对低温等离子体技术处理有机废气和恶臭异味气体处理工程应用的广泛关注和争议。

会议结合天津市安全生产委员会的通知内容和近年来低温等离子体技术的工程实践、安全性问题进行了热烈讨论。目前,低温等离子体技术在VOCs治理工程中应用广泛,全国已有上千个工程实例,总体应用效果良好。其中,等离子体处理VOCs废气技术被列入环境保护部《挥发性有机物(VOCs)污染防治技术政策》(环境保护部公告2013年第31号),“双介质阻挡放电低温等离子恶臭气体治理技术”入选环境保护部《2016年国家先进污染防治技术目录(VOCs防治领域)》(环境保护部公告2016年第75号)。天津市安全生产委员会的通知仅针对具体安全事件,并非常态化制度化规定,且尚没有证据表明此类安全事件与使用低温等离子体技术有直接关系。工程实践表明,低温等离子技术有其适合的应用范围,在治理VOCs废气、改善空气质量方面发挥着重要作用。通过对低温等离子体废气治理设施的适用范围、使用条件和安全性等问题进行研讨,形成如下建议:

(一)低温等离子体技术的适用范围

(1)低温等离子体技术是通过气体放电所产生的高活性粒子与污染物分子发生碰撞,使其解离和氧化,从而达到废气净化的目的。近年来低温等离子体技术被较为广泛的应用于低浓度含VOCs废气和恶臭异味气体的处理。工程实践表明,该技术对于低浓度的含VOCs废气(一般宜低于300mg/m3)和恶臭异味气体具有较好的净化效果。【废气处理】

(2)由于不同种类的化合物被解离和氧化所需要的能量不同,低温等离子体技术对于不同种类的有机物和恶臭污染物的净化效果存在差异,在具体的工艺设计时应根据各种工况下废气的成分和浓度,确定低温等离子体净化技术的适应性。

(3)当处理有机废气浓度较高时,低温等离子体一般不宜作为独立的处理单元应用,需与其他处理单元联合使用,通常作为二级净化单元方能取得较好的处理效果。

(4)在石化和化工等防爆等级要求较高的场合,因处理周边可能存在阵发性的有机废气,使用时应审慎评估。

(二)低温等离子体净化设备的使用安全性分析

目前在市场上从事低温等离子体VOCs净化的企业众多,专业水平参差不齐,部分企业不具备低温等离子体设备的设计能力,工艺设计、工程实施和服务保障能力欠缺;部分用户在使用过程中也存在操作不规范、运行维护不到位等问题,工程应用存在一定的安全风险。

低温等离子体净化设备在使用时的安全风险主要包括以下几个方面:

(1)废气本身或处理系统积累的有机物浓度高,达到了被净化物质(或混合物)的爆炸极限值,电极放电时造成设备爆炸。

(2)废气的预处理不到位,废气中的油雾或漆雾等颗粒物进入低温等离子体净化设备,沉积在电极或器壁上,积累到一定程度后会引起设备着火。

(3)某些化合物在低温等离子体环境中发生聚合反应,在电极或器壁沉积结焦,积累到一定程度也会引起设备着火。【有机废气处理】

(三)关于低温等离子体技术使用安全性的建议

(1)低温等离子体技术适用于低浓度VOCs废气(一般宜低于300mg/m3)治理,且废气浓度应远低于爆炸下限,确保不存在爆炸危险。

(2)对于含油雾或漆雾等颗粒物的废气,应配置高效过滤等适宜的预处理工艺,确保低温等离子体处理设备的安全性。

(3)启动低温等离子体单元之前,需先启动风机吹扫处理系统,以防止放电火花引燃积聚的高浓度有机物。

(4)对电极和器壁上的沉积物应及时进行清理维护。

(5)从低温等离子产品生产和使用全过程强化产品设计、制造、运行维护各个环节的监测、预报警、应急处置等安全措施。

鉴于目前低温等离子体技术在废气治理中存在的问题,建议各企业应根据自身的产品特征制定企业标准并进行自我声明,提高产品、工程的质量和安全风险防范等级,接受社会监督。