危廢罐區(qū)工藝設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵點(diǎn)分析

朱建偉（旭陽工程有限公司，河北 石家莊 050000）

河北省石家莊某工業(yè)園區(qū)建設(shè)秉持產(chǎn)品項(xiàng)目、物流傳輸、公用輔助、環(huán)境保護(hù)和管理服務(wù)“五個(gè)一體化”理念，以石煉化千萬噸煉油和40萬噸己內(nèi)酰胺項(xiàng)目為產(chǎn)業(yè)龍頭，全力打造以石油化工為主、石化工與煤化工有機(jī)結(jié)合、氯堿化工作為有益補(bǔ)充，具有“三化合一”產(chǎn)業(yè)特色的現(xiàn)代化石化新區(qū)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年該化工園區(qū)危險(xiǎn)廢物年產(chǎn)量超過26萬噸，主要危廢類別包括HW02 醫(yī)藥廢物、HW04 農(nóng)藥廢物、HW06 有機(jī)溶劑廢物、HW08廢礦物油、HW11精（蒸）餾殘?jiān)?、HW13有機(jī)樹脂類廢物、HW34廢酸、HW35廢堿、HW42廢有機(jī)溶劑、HW49其他廢物等，園區(qū)危廢產(chǎn)生量巨大。除部分用于綜合利用外，剩余部分委外具有危廢經(jīng)營資質(zhì)的企業(yè)安全處置，這部分危廢的處置費(fèi)用較高。其中有個(gè)別企業(yè)產(chǎn)生高濃度廢液無有效處置手段，只能被產(chǎn)廢企業(yè)稀釋后排入廢水處理廠，既不符合危險(xiǎn)廢物處置法律規(guī)定，同時(shí)也給生產(chǎn)企業(yè)和污水處理企業(yè)都帶來較重負(fù)擔(dān)。隨著近年來國家對(duì)環(huán)保的要求越來越高，法規(guī)越來越嚴(yán)，如何合理的處置這些危廢成為一個(gè)迫在眉睫的問題。

在此背景下建設(shè)危廢處理廠十分必要，危廢處理廠的工藝系統(tǒng)安全方面，危廢罐區(qū)起著重要作用。危廢處理廠的很多安全風(fēng)險(xiǎn)和運(yùn)營問題與罐區(qū)的工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)。本研究將依據(jù)危廢特點(diǎn)和運(yùn)行需要，對(duì)危廢罐區(qū)的工藝系統(tǒng)等進(jìn)行設(shè)計(jì)探討。

1 儲(chǔ)存規(guī)模及儲(chǔ)罐選型

危廢罐區(qū)涉及的危險(xiǎn)介質(zhì)為甲醇、酸性廢液（PH 值1～4，粘 度10～100mPa.s）、堿 性 廢液（PH 值11～14，粘 度10～100mPa.s）、中性廢液（PH值3～11，粘度10～100mPa.s）、高熱值有機(jī)廢液（PH 值3～11，粘度10～100mPa.s）、中等熱值有機(jī)廢液（PH 值3～11，粘度10～100mPa.s）、低等熱值有機(jī)廢液（PH值3～11，粘度10～100mPa.s）。罐區(qū)設(shè)置2座30m3的立式酸性廢 液 儲(chǔ)罐、1 座30m3和1 座100m3的 立式中 性廢液 儲(chǔ)罐、1 座30m3和1 座100m3的立式堿性廢液儲(chǔ)罐、2 座100m3的立式低等熱值有機(jī)廢液儲(chǔ)罐、4座100m3的立式中等熱值有機(jī)廢液儲(chǔ)罐、1座100m3的立式高等熱值有機(jī)廢液儲(chǔ)罐、1座100m3的立式事故放空儲(chǔ)罐、2座30m3的臥式式甲醇儲(chǔ)罐，合計(jì)罐容1180 m3。

根據(jù)項(xiàng)目業(yè)主方提供的各種廢液的物性參數(shù)，廢液呈酸性或堿性，存在較強(qiáng)或一定的腐蝕性，廢液粘度較大（粘度10～100mPa.s）且里面含一定的固體顆粒（粒徑不大于2mm），因此選用儲(chǔ)罐其材質(zhì)必須耐腐蝕且具有一定的耐磨性，通過查閱《腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊(cè)》及咨詢各儲(chǔ)罐生產(chǎn)廠家，再通過對(duì)比各儲(chǔ)罐廠家的報(bào)價(jià)，綜合考慮儲(chǔ)罐的使用安全及經(jīng)濟(jì)性，危廢廢液儲(chǔ)罐的材質(zhì)采用Q235B 內(nèi)襯PE，廢液儲(chǔ)罐頂部設(shè)置攪拌器（向車間輸送前進(jìn)行攪拌，防止廢液中顆粒物沉淀，無法正常操作）。為防止冬季溫度較低時(shí)、廢液粘度增大，影響泵的輸送能力，各廢液儲(chǔ)罐底部設(shè)置加熱盤管，利用85℃～95℃的熱水給儲(chǔ)罐內(nèi)廢液加熱。

2 卸車鶴管與泵的選型

目前國內(nèi)汽車槽車卸車一般采用軟管和鶴管兩種方式，由于酸性廢液、堿性廢液的火災(zāi)危險(xiǎn)性為丙類，中性廢液、高熱值有機(jī)廢液、中熱值有機(jī)廢液、低熱值有機(jī)廢液的火災(zāi)危險(xiǎn)性為乙類，甲醇的火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲類，根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》GB 50160-2008（2018年版）的要求“甲B、乙、丙A類液體的裝卸車應(yīng)采用液下裝卸車鶴管”，考慮汽車槽車的卸車口在槽車的底部，因此各廢液卸車采用底部卸車鶴管?？紤]各種廢液的腐蝕性、經(jīng)濟(jì)性，鶴管材質(zhì)選用20#內(nèi)襯PTFE。

泵根據(jù)其工作原理和結(jié)構(gòu)，主要分為：葉片式泵、容積式泵和其他類型泵。葉片式泵分為：離心泵、旋渦泵、混流泵、軸流泵；容積式泵分為：往復(fù)泵和轉(zhuǎn)子泵，其中往復(fù)泵又包括柱塞泵、隔膜泵、計(jì)量泵；其他類型泵分為：噴射泵、空氣升液泵和電磁泵。泵的選型應(yīng)根據(jù)裝置的工藝參數(shù)、輸送介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)、操作周期和泵的結(jié)構(gòu)特性等因素合理選擇。將泵的運(yùn)行參數(shù)（流量15m3/h、揚(yáng)程30m、常溫操作）及輸送介質(zhì)物性（介質(zhì)具強(qiáng)酸強(qiáng)堿性、粘度為10～100mPa.s）發(fā)給各家泵生產(chǎn)廠家，通過與泵廠家溝通交流及公司內(nèi)部評(píng)審，各種廢液的卸車泵、輸送泵可選型式主要有：轉(zhuǎn)子泵、電動(dòng)隔膜泵、氣動(dòng)隔膜泵；根據(jù)泵廠家的報(bào)價(jià)，考慮經(jīng)濟(jì)性（轉(zhuǎn)子泵的價(jià)格高出隔膜泵很多）及廠區(qū)現(xiàn)場的條件（氣源不充足、現(xiàn)場有地方設(shè)置泵房），各種廢液的卸車、輸送泵選用電動(dòng)隔膜泵，泵的材質(zhì)選用氟塑料（PP/PTFE）。

3 管道、閥門的材質(zhì)選擇

管道、閥門和管件的材質(zhì)的選擇，主要考慮的因素包括輸送介質(zhì)的溫度、壓力、腐蝕、貨源和價(jià)格等。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)及查閱手冊(cè)數(shù)據(jù)資料，適用于本項(xiàng)目輸送各種廢液的輸送的管道材質(zhì)可選范圍為316L不銹鋼、雙相不銹鋼及鋼襯塑管道，結(jié)合以上管道的價(jià)格及耐腐蝕性等因素，最終確定管道材質(zhì)選用20號(hào)鋼襯PP管道，閥門材質(zhì)選用碳鋼襯氟閥門，閥桿材質(zhì)為碳鋼襯氟、閥門密封面及填料材質(zhì)為聚四氟乙烯。

4 運(yùn)行安全方面的設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目危廢罐區(qū)儲(chǔ)存的介質(zhì)火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲類、乙類與丙類，根據(jù)《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)化學(xué)品罐區(qū)安全管理的通知》安監(jiān)總管三〔2014〕68 號(hào)文的要求，罐組內(nèi)儲(chǔ)罐按照單罐單堤進(jìn)行設(shè)計(jì)；由于儲(chǔ)存的介質(zhì)具有腐蝕性，因此防火堤及防火堤內(nèi)地面、泵房內(nèi)地面與卸車站臺(tái)處地面做防腐防滲處理；根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置儲(chǔ)罐高低液位報(bào)警，采用超高液位自動(dòng)聯(lián)鎖關(guān)閉儲(chǔ)罐進(jìn)料閥門和超低液位自動(dòng)聯(lián)鎖停止物料輸送措施，罐頂設(shè)置遠(yuǎn)傳壓力表，監(jiān)測儲(chǔ)罐內(nèi)壓力變化，當(dāng)管內(nèi)壓力出現(xiàn)負(fù)值達(dá)到低低值時(shí)，關(guān)停向車間輸送廢液的輸送泵；各廢液儲(chǔ)罐上設(shè)置遠(yuǎn)傳溫度計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測儲(chǔ)罐內(nèi)廢液的溫度，并根據(jù)儲(chǔ)罐內(nèi)廢液溫度調(diào)節(jié)熱水的流量。由于危廢罐區(qū)、泵房及卸車站內(nèi)都有甲醇的存在，甲醇的火災(zāi)危險(xiǎn)性屬于甲B 類，屬于易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)品，因此在罐區(qū)、泵房及卸車站臺(tái)處設(shè)置消除人體靜電的設(shè)施，并設(shè)置監(jiān)控設(shè)施實(shí)時(shí)監(jiān)控罐區(qū)運(yùn)行情況。

另外，危廢罐區(qū)產(chǎn)生的尾氣是收集起來后送往尾氣處理工段進(jìn)行處理，在每座儲(chǔ)罐上都設(shè)有帶接管的呼吸閥，呼吸閥通過儲(chǔ)罐內(nèi)外壓差的作用進(jìn)行呼氣和吸氣，由于罐區(qū)距離尾氣處理工段距離較遠(yuǎn)，儲(chǔ)罐呼出的尾氣（呼出壓力為+1.765kPa）在管道阻力的作用下很難到達(dá)尾氣處理工段，即便到達(dá)尾氣處理工段也滿足不了尾氣處理裝置壓降的要求，因此在尾氣處理工段設(shè)有不間斷的運(yùn)行的引風(fēng)機(jī)，在此情況下若將尾氣管道直接與呼吸閥的出口管相連，當(dāng)呼吸閥打開向外呼氣時(shí)，可能因?yàn)橐L(fēng)機(jī)吸力的存在，而無法閉合，存在儲(chǔ)罐被抽癟的風(fēng)險(xiǎn)。為避免儲(chǔ)罐被抽癟，在每座儲(chǔ)罐的呼吸閥出口管處，設(shè)置吸風(fēng)罩（喇叭口型式），避免尾氣管與儲(chǔ)罐直接相連，有效避免了儲(chǔ)罐被抽癟的風(fēng)險(xiǎn)。

鑒于各種廢液中主要組分是水，冬季廢液在管道中存在凍堵管道的情況，因此需要給管道進(jìn)行伴熱。由于各種廢液的管道材質(zhì)為鋼襯PP，其適用溫度范圍為-15～110℃，為保證管線的使用安全，綜合考慮各種伴熱方式，最終選擇采用低溫伴熱帶的電伴熱給管道內(nèi)介質(zhì)加熱，維持管道內(nèi)介質(zhì)溫度在15℃左右，且伴熱帶的溫度不高于60℃。

5 結(jié)語

危廢罐區(qū)危廢處理廠重要的組成部分，其設(shè)計(jì)及運(yùn)行的好壞對(duì)危廢處理廠的運(yùn)行、安全、環(huán)保具有重要意義。本文簡要提出了危廢罐區(qū)的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。危險(xiǎn)罐區(qū)工藝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可參考石油化工行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，然而危廢廠有其自身特點(diǎn)，例如更高的環(huán)保和控制要求。因此，在設(shè)計(jì)過程中，對(duì)各類標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)篩選；并結(jié)合危廢本身的特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的選型、材質(zhì)的確定；采用不同的設(shè)計(jì)手段以規(guī)避運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)，保障危險(xiǎn)罐區(qū)的運(yùn)行安全。