危廢罐區(qū)工藝設(shè)計思路及關(guān)鍵點分析

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)品項目、物流傳輸、公用輔助、環(huán)境保護和管理服務(wù)“五個一體化”理念，以石煉化千萬噸煉油和40萬噸己內(nèi)酰胺項目為產(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結(jié)合、氯堿化工作為有益補充，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，2014年該化工園區(qū)危險廢物年產(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 有機溶劑廢物、HW08廢礦物油、HW11精（蒸）餾殘渣、HW13有機樹脂類廢物、HW34廢酸、HW35廢堿、HW42廢有機溶劑、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用較高。其中有個別企業(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，既不符合危險廢物處置法律規(guī)定，同時也給生產(chǎn)企業(yè)和污水處理企業(yè)都帶來較重負擔。隨著近年來國家對環(huán)保的要求越來越高，法規(guī)越來越嚴，如何合理的處置這些危廢成為一個迫在眉睫的問題。

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險和運營問題與罐區(qū)的工藝系統(tǒng)設(shè)計有關(guān)。本研究將依據(jù)危廢特點和運行需要，對危廢罐區(qū)的工藝系統(tǒng)等進行設(shè)計探討。

1 儲存規(guī)模及儲罐選型

危廢罐區(qū)涉及的危險介質(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）、高熱值有機廢液（PH 值3～11，粘度10～100mPa.s）、中等熱值有機廢液（PH 值3～11，粘度10～100mPa.s）、低等熱值有機廢液（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 儲罐、1 座30m3和1 座100m3的 立式中 性廢液 儲罐、1 座30m3和1 座100m3的立式堿性廢液儲罐、2 座100m3的立式低等熱值有機廢液儲罐、4座100m3的立式中等熱值有機廢液儲罐、1座100m3的立式高等熱值有機廢液儲罐、1座100m3的立式事故放空儲罐、2座30m3的臥式式甲醇儲罐，合計罐容1180 m3。

根據(jù)項目業(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》及咨詢各儲罐生產(chǎn)廠家，再通過對比各儲罐廠家的報價，綜合考慮儲罐的使用安全及經(jīng)濟性，危廢廢液儲罐的材質(zhì)采用Q235B 內(nèi)襯PE，廢液儲罐頂部設(shè)置攪拌器（向車間輸送前進行攪拌，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、廢液粘度增大，影響泵的輸送能力，各廢液儲罐底部設(shè)置加熱盤管，利用85℃～95℃的熱水給儲罐內(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)危險性為丙類，中性廢液、高熱值有機廢液、中熱值有機廢液、低熱值有機廢液的火災(zāi)危險性為乙類，甲醇的火災(zāi)危險性為甲類，根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準》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：往復泵和轉(zhuǎn)子泵，其中往復泵又包括柱塞泵、隔膜泵、計量泵；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。將泵的運行參數(shù)（流量15m3/h、揚程30m、常溫操作）及輸送介質(zhì)物性（介質(zhì)具強酸強堿性、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、電動隔膜泵、氣動隔膜泵；根據(jù)泵廠家的報價，考慮經(jīng)濟性（轉(zhuǎn)子泵的價格高出隔膜泵很多）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、貨源和價格等。根據(jù)以往的設(shè)計工作經(jīng)驗及查閱手冊數(shù)據(jù)資料，適用于本項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)合以上管道的價格及耐腐蝕性等因素，最終確定管道材質(zhì)選用20號鋼襯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 運行安全方面的設(shè)計

本項目危廢罐區(qū)儲存的介質(zhì)火災(zāi)危險性為甲類、乙類與丙類，根據(jù)《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于進一步加強化學品罐區(qū)安全管理的通知》安監(jiān)總管三〔2014〕68 號文的要求，罐組內(nèi)儲罐按照單罐單堤進行設(shè)計；由于儲存的介質(zhì)具有腐蝕性，因此防火堤及防火堤內(nèi)地面、泵房內(nèi)地面與卸車站臺處地面做防腐防滲處理；根據(jù)規(guī)范要求設(shè)置儲罐高低液位報警，采用超高液位自動聯(lián)鎖關(guān)閉儲罐進料閥門和超低液位自動聯(lián)鎖停止物料輸送措施，罐頂設(shè)置遠傳壓力表，監(jiān)測儲罐內(nèi)壓力變化，當管內(nèi)壓力出現(xiàn)負值達到低低值時，關(guān)停向車間輸送廢液的輸送泵；各廢液儲罐上設(shè)置遠傳溫度計，實時監(jiān)測儲罐內(nèi)廢液的溫度，并根據(jù)儲罐內(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)危險性屬于甲B 類，屬于易燃易爆危險化學品，因此在罐區(qū)、泵房及卸車站臺處設(shè)置消除人體靜電的設(shè)施，并設(shè)置監(jiān)控設(shè)施實時監(jiān)控罐區(qū)運行情況。

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行處理，在每座儲罐上都設(shè)有帶接管的呼吸閥，呼吸閥通過儲罐內(nèi)外壓差的作用進行呼氣和吸氣，由于罐區(qū)距離尾氣處理工段距離較遠，儲罐呼出的尾氣（呼出壓力為+1.765kPa）在管道阻力的作用下很難到達尾氣處理工段，即便到達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)有不間斷的運行的引風機，在此情況下若將尾氣管道直接與呼吸閥的出口管相連，當呼吸閥打開向外呼氣時，可能因為引風機吸力的存在，而無法閉合，存在儲罐被抽癟的風險。為避免儲罐被抽癟，在每座儲罐的呼吸閥出口管處，設(shè)置吸風罩（喇叭口型式），避免尾氣管與儲罐直接相連，有效避免了儲罐被抽癟的風險。

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)計及運行的好壞對危廢處理廠的運行、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)計思路和設(shè)計時需要注意的關(guān)鍵點。危險罐區(qū)工藝系統(tǒng)的設(shè)計可參考石油化工行業(yè)的標準，然而危廢廠有其自身特點，例如更高的環(huán)保和控制要求。因此，在設(shè)計過程中，對各類標準應(yīng)當篩選；并結(jié)合危廢本身的特點進行相關(guān)設(shè)備的選型、材質(zhì)的確定；采用不同的設(shè)計手段以規(guī)避運行中的風險，保障危險罐區(qū)的運行安全。