RTO焚烧在煤矿乏风低碳利用的几点安全思考

RTO焚烧在煤矿乏风低碳利用的几点安全思考

随着国家《温室气体自愿减排项目方法学 甲烷体积浓度低于8%的煤矿低浓度瓦斯和风排瓦斯利用（CCER—10—001—V01）》的发布，越来越多的RTO焚烧装备环保企业开始关注并进入这一市场。然而，作为相关从业者，我们深知其中潜藏的风险与挑战。

 

【几点思考】

1. 安全方面

近年来，煤矿安全事故仍时有发生。对于甲烷浓度处于爆炸下限至爆炸上限之间且含有氧气的低浓度瓦斯而言，输送过程中的安全性尤为关键。首先，泄爆、抑爆和阻爆设施的合理配置是保障系统安全运行的基础，须严格按照国标瓦斯输送的相关规定设计施工。同时，如何实现各环节的有效协同，以及相应的安全响应机制应如何设置，也一样重要：

由于RTO（蓄热式热氧化器）通常要求进入气体的浓度低于25%LEL（爆炸下限），低浓度瓦斯的掺混工序显得尤为关键。混合均匀度直接关系到后续工艺的安全性，这既依赖于成熟的机械结构设计，也需借助可靠的CFD（计算流体动力学）模拟进行验证。此外，如何在系统中设置最后一道安全防线，还涉及仪表选型、控制系统编程及各部件之间的协调配合。下图是某项目掺混设计模型，使用专用的双次扰流掺混技术，在出口可以测到混合均匀及稳定的气流。

在关键安全点的识别与分析方面，可借鉴化工行业中广泛采用的风险评估方法，如HAZOP（危险与可操作性分析）和LOPA（保护层分析）。通过对风险点进行系统识别、分级评估并采取相应措施，能够从设计源头提升项目的本质安全水平。

在进行设计时要以安全为首先目标：

首先，识别系统中潜在的危险。这些危险可能包括本质上只与系统现有区域有关的危险和有更大影响范围的危险，例如，某些环境危害。

其次，识别系统中潜在的操作性问题，特别是识别操作性干扰的原因和可能导致不合格的生产偏离。Hazop 分析的重要作用是，通过结构化和系统化的方法辨识潜在危险和可操作性问题，获得的结果有助于确定正确的补救措施。而LOPA（保护层分析）则是对于在危险与风险分析中识别出的高风险点和重要控制点开展的进一步半定量分析，以确认设置有足够的保护层。

 

2. 系统稳定性

许多煤矿的低浓度瓦斯和风排瓦斯在浓度与流量上存在较大波动，且煤矿的生产负荷随季节变化显著。确保浓度与流量的相对稳定，是下游RTO系统乃至余热锅炉系统平稳运行的重要前提。

在实际运行中，需明确是以控制流量为主还是以控制浓度为优先。系统应具备应对不同负荷工况的自动调节能力。此外，低浓度瓦斯源头的压力稳定性、RTO出口至余热锅炉的热风风量与压力控制等问题，均要求系统在设计阶段就具备完善的控制策略，并依赖于丰富的工程经验与深入的技术思考。

 

某实际煤矿乏风利用RTO系统工程案例现场

 

3. 系统设计的全局性

优秀的系统工程强调“既见树木，亦见森林”。一个稳定、可靠、安全的瓦斯利用系统，离不开全面的工艺规划、扎实的机械设计、成熟的电气控制系统以及精准的仪表选型。更重要的是，必须统筹好设备、部件与各专业之间的衔接与配合，避免因局部优化而影响整体性能。

从掺混系统到RTO设备，包括仪表设置以及自动化控制系统，作为一个整体，能够更加完善稳定的服务于“系统安全稳定运行“这个目标。不同于仅作为废气处理设备的应用，RTO 在煤矿低浓瓦斯的处理中，对整体性和稳定性提出了更高的的要求。

结语

RTO系统在低浓度瓦斯利用中看似结构简单，实则“细节决定成败”。唯有在安全、稳定与整体设计等方面精益求精，方能真正实现项目的长期可靠运行与减排效益。希望以上浅见能起到抛砖引玉之用，促进行业共同进步。

来源：上海盛维罗环境技术有限公司投稿；VOCs减排工作站再编辑。