木器加工行業環保設施的火災風險及預防

劉道良

摘要：針對近幾年木器加工行業頻發的“非傳統性”環保裝置火災展開研究，分析其發生火災的內在機理，研究問題出現的根本原因，從設備設計、防火分隔、日常維護管理到執法監管等多個方面，提出解決問題的路徑，并分析其合理性。

關鍵詞：木器加工;環保設施;火災

近年來，隨著人們環保意識的加強，木器加工行業逐漸增配了各種類型的環保裝置和設備，對生產過程中產生的廢氣、廢水、廢料進行處理，但是也帶來了一些意外的火災事故，暴露了一些新的問題，值得引起重視和探討。

1? 木器加工行業常見環保設施的類型

木器加工行業一般采用水吸收裝置、活性炭吸附裝置、UV光氧催化裝置（Ultravioletray，紫外線）等對生產過程中產生的VOCs（Volatile Organic Compounds，揮發性有機物）進行處理，根據生產工藝和產生的廢氣的種類，采用一種或者多種裝置聯用。對于生產過程中產生的木屑和危廢則進行簡單收集，走資源再回收利用渠道。

1.1? 水吸收裝置

利用廢氣中某些物質易溶于水的特性，讓廢氣直接與水接觸，從而溶解于水或者是利用酸堿性的不同進行中和反應，同時在水中設置吸附球，固體顆粒直接通過水進行過濾，由吸附球進行吸附。工藝簡單，管理方便，去除效率高，常見于VOCs的第一段處理。

1.2? 活性炭吸附裝置

利用活性炭自身獨特的孔隙結構，使廢氣中的部分成分附著于活性炭空隙的表面。以物理吸附為主，基本不發生化學反應，不改變物質原來的屬性。工藝設備簡單、投資小、維護方便，凈化效果好，吸附效率高，適用面廣，能同時處理多種廢棄物[1]。

1.3? 光氧催化裝置

在催化劑作用下，利用高能紫外線的能量進行光化學反應，通過光解使廢氣中的有害成分（乙酸乙酯、二硫化碳、苯、甲苯、二甲苯等）發生光氧化反應，分子鏈結構發生變動，高分子化合物降解轉變成低分子化合物，徹底分解為二氧化碳和水。分解迅速，效果好，適用于低濃度VOCs的處理。常見的多是和其他設備聯用，它的作用效果嚴重依賴于前端設備的處理效果[2]。

1.4? 木屑除塵裝置

使用大功率風機將木器加工過程中產生的木屑吹掃收集到一起，避免在生產車間內形成擴散，對環境產生粉塵污染，同時對收集起來的木屑進行二次開發利用。因為木屑可以作為壓縮型木質顆粒（新能源材料）的原材料，存在一定的經濟價值，常見的此工段均是外包，由第三方公司負責運營。在日常管理中，負責運營的第三方公司和單位主體之間可能存在一定的管理脫節。

2? 木器加工行業環保設施的火災危險性分析

2.1? 水吸收裝置分析

2.1.1? 水溶性不足、吸附球過載導致后續環節來源物料超標

因為水的溶解性和吸附球的吸附能力有限，需要不間斷地活水流動和吸附球的定期清理更換。且不是所有物料成分都能溶解于水，水吸收裝置本身也需要和其他設備配套使用，水吸收裝置只是其他設施設備的前段。因為整體聯用系統都是程式化預先設計，水吸收裝置的作用效果直接影響后續環節的處理。一旦水系統未能達到預期的初步處理效果，后續系統的來源物料很容易就會超出處理范圍。

2.1.2? 裝置材料本身具有可燃性

因考慮到水處理設備本身是使用水進行處理，火災危險性比較低，加之廢氣溶于水后很容易形成具有腐蝕性的液體，很多單位在設計水處理設備噴淋塔時采用高耐腐性的PP材料（Polypropylene，聚丙烯纖維）或者玻璃鋼。這些材料很多本身具有可燃性，雖然設備本身難以引發火災，但當其他區域發生火災，產生蔓延時，水處理系統、正在處理含有易燃易爆氣體的廢氣，很容易產生燃燒，導致火災的擴大。

2.1.3? 電機系統故障后引發燃燒

水處理設備活水的流動，需要不間斷電源給水泵電機持續供電。一方面，水中融入的廢棄物雜質過多后，容易導致葉片被卡，水泵堵塞，電機發熱，引發燃燒。另一方面，電機在水下潮濕環境工作，線路長時間處于酸堿腐蝕性環境下，容易老化，導致短路起火。

2.2? 活性炭裝置分析

2.2.1? 活性炭吸附后的凈化有賴于人工手動操作

活性炭裝置的處理能力完全依附于活性炭的吸附能力。活性炭吸附后，系統無法自身進行凈化處理，必須依托人為及時更換活性炭，才能繼續起作用。但是活性炭吸附本身屬于物理反應，沒有太多的技術監控措施，是否吸附飽和，什么時候吸附飽和僅憑肉眼難以簡單判斷。

2.2.2? 活性炭的吸附能力受濕度影響較大

進入活性炭的氣體如果水分較高，容易導致活性炭受潮。活性炭受潮后，內部孔洞吸附的物質之間會發生粘連現象，導致部分孔洞被遮蓋。而活性炭的吸附機理主要在于其內部的孔洞表面積較大，一旦部分孔洞被遮蓋，表面積變小，吸附能力下降。

2.2.3? 活性炭自身具有自燃性

活性炭是由多種功能團、多種化學鍵組成的有機大分子，本身屬于可燃物。雖然其自身的燃點較高，但其受潮后，在一定范圍內會發生氧化反應，導致發熱，當自熱積累的熱量超過散失的熱量時，容易引發自燃現象。

2.3? 光氧催化裝置分析

2.3.1? 整個處理環節都可能存在可燃性氣體

光氧裝置的處理效果主要和紫外線光子能量大小與各物質自化學鍵斷裂所需要的能量有關。部分化學物質由于自身的特性，不容易被光解，在前段其他處理工藝中又未被處理，直接決定了光氧裝置的處理前、處理中、處理后存在可燃性氣體都是正常現象。

2.3.2? 待處理氣體中可能混入其他成分

近年來，由于環保整治的原因，很多木器加工行業單位將原有的油漆工藝改成水性漆工藝或者木蠟油工藝。但是目前市面上的水性漆工藝技術并不完善，水性木器漆使用在木器上硬度、光澤度都還和油性漆存在一定的差距。市場的廣大需求決定了很多改為水性工藝的廠家仍然在私底下使用油性漆，主要在于木料成型后的底層漆使用，后續再在表層使用水性漆處理。生產工藝實際產生的廢氣成分很可能超出原有根據水性漆工藝設計的處理標準[3]。

2.3.3? 裝置本身存在的孔洞給事故的發生提供了直接條件

一方面，環保裝置內部結構復雜，多為焊接連接，施工工藝不過關，或者材料厚度不足，長時間暴露在酸堿、高溫環境下容易出現漏眼。另一方面，裝置內部和外部開關之間是使用電線通過孔洞進行連接，孔洞封堵不到位，孔洞的封堵材料老化都可能留下隱患。

2.4? 除塵裝置分析

2.4.1? 電流過載打火

木屑的收集基本都是依靠大功率風機吹掃、抽吸。一旦長時間不進行清理，木屑堆積或受潮板結，就增加了吹掃的難度，吹掃風機需要通過增大電流的方式來提高功率，如果設備本身額定電流不夠大，實際電流超出線路能夠承受的范圍，線路過負荷的情況下很容易導致打火。

2.4.2? 金屬摩擦打火

吹掃、抽吸過程中，木屑上下翻飛，很容易形成爆炸性粉塵環境，而木器加工廠的木屑中混入鐵釘之類的微小金屬材料很常見，金屬材料在被抽吸時，高速運動過程中遇到其他金屬材料，很容易打火產生火星，火星遇到翻飛的木屑形成的爆炸性粉塵環境，很容易導致爆炸。

2.5? 危廢處置環節分析

2.5.1? 易燃易爆危險品的外包裝桶

日常檢查中，經常會有單位反映，倉庫中存放的桶上的標簽雖然是3類液體，但實際上是空桶，不能按照易燃易爆危險品來認定，對于這樣的情況要注意：一是空桶的狀態只是暫時的點的狀態，剛買過來的時候肯定是滿桶，只是剛好用完，大部分時候都應該是存在易燃易爆危險品的。二是空桶內部桶壁都附有液體的殘留物，液體揮發出來的液體蒸汽在密封的桶中，已經達到爆炸極限。

2.5.2? 木蠟油

通常認為木蠟油是天然植物提取的擦拭劑，主要成分是植物油，閃點在200℃～300℃，不屬于易燃易爆危險品，相對比較安全。然而，日常工藝中，都是使用棉紗蘸取木蠟油后對木料進行擦拭。棉紗使用后，作為危廢處理，長時間堆積，通風不良的情況下，由于內部油脂的氧化和聚合作用產生熱量積聚，達到一定程度后，極容易發生自燃著火。

3? 木器加工行業環保設施火災的預防措施

3.1? 完善設備設計方案，從源頭上杜絕發生事故的可能

3.1.1? 系統設計應考慮整體的配套性

木器加工行業的環保處理，是一個系統性工程。目前市面上采用的大多是各段從設備商處分開采購，施工方集中組裝成套的方式。施工方在制定集成方案時，要充分考慮各段設備之間的兼容性和匹配性。光氧裝置使用的是低濃度廢氣，設計時要考慮，經過前段裝置處理的廢氣要達到進入光氧裝置的濃度標準。

3.1.2? 后段設計應考慮對前段的包容

對于整個生產工藝中可能出現的待處理的物質，需要從源頭開始，統籌進行設計考慮。設計時，后一段設備的處理量既要考慮前一段設備正常工作時的產出量，還要考慮前一段設備未能正常工作時的事故量，分段工藝之間留足預備量。避免前段某一環節出現故障，影響整個系統的使用。

3.1.3? 防爆設計應考慮全流程、全細節

設計設備時，對正常存在的、可能存在的、事故后才存在的全部環節都要考慮。必須是全系統防爆，避免燈防爆、開關不防爆，車間內固有設備防爆、臨時拿進去的稱重的稱不防爆，整幢樓防爆、增設的自動飲水機不防爆的現象。處理的細節上，木屑除塵裝置中應設置金屬材料提前過濾環節，光氧裝置中應設置設備過負荷報警和自動切斷，孔洞橡膠材料密封等措施，從物理措施上隔絕可燃氣體、粉塵和火星、高溫、電氣等火源的接觸。同時，施工必須明確標準，工藝要經得住時間和高溫的考驗。

3.1.4? 避災設計應當考慮應急裝置

因為系統的密封性，不可能每次檢查都打開接受檢查，也為了避免打開系統檢查時，打開過程中造成的火星掉落系統內部引發火災（曾經出現過，環保檢查中使用工具切開系統管道引發火災的事故）。可以考慮研發數據感知觸點，接入物聯網系統，實施在線監測，系統數據超標自動提醒報警。數據超標到一定程度還應當具備聯動生產設備緊急停車功能和啟動事故應急系統，避免超標物料進入光氧系統的功能。

3.2? 落實防火分隔措施，限制事故發生后的規模

3.2.1? 環保設備和生產設備之間的分隔

木器加工行業起步較早，在開始建設時很少有附帶建設環保裝置的，這幾年隨著環保監管的加強，很多單位都是利用原有的條件，直接在外墻貼鄰設置環保裝置，對外墻不進行任何處理。一旦設備發生火災，火勢很容易順著外墻的門窗洞口進入車間內，造成次生災害。可以考慮將環保設備和生產區域的火災危險性進行區分，中間采用防火墻分隔，不留門窗洞口[4]。

3.2.2? 限制設備自身用材

制定環保設備的用材標準，限制易燃可燃材料的使用，確保設備本身不會燃燒，即使出現故障也僅限于設備內的物料本身，不至于擴大。部分單位在室外搭建設備用房的，要杜絕使用泡沫夾心彩鋼板。

3.2.3? 設備內部環節之間的分隔

在環保設備各段之間，環保設備管道各樓層之間，環保設備和生產設備之間設置防火閥，一段出現問題，相互之間切斷聯系，防止設備發生火災后，通過環保管道回火至生產設備。防火閥、阻火器必須兼具手動開啟功能，通過人事后操作的可靠性，減少物事前動作不可靠性。

3.3? 落實規范管理和監管措施

3.3.1? 嚴格控制物料成分

環保設備是按照生產產生的廢氣、物料實際進行設計配置的，設計之前要對生產工藝中可能出現的VOCs的主要成分展開研究分析，制定針對性的設備方案。設備平臺搭建好之后，需要嚴格按照規范使用。使用的過程中不能突破其原設計的功能，生產產生的廢氣、物料發生變化后，環保設備應進行針對性的調整，特別是在高溫、高電的光氧環節。

3.3.2? 做好設施設備的維護

環保設施設備不是一勞永逸的工程，不可能無限制地起作用。水吸收裝置里的水、吸附球，活性炭吸附系統里的活性炭，需要根據吸附的程度及時更換。光氧系統、廢氣管道內側附著的油灰積液殘渣需要定期清理。設備的氣密性需要定期停機檢查。木屑吹掃裝置、危廢物品需要及時清理，不能積壓，不能受潮。對生產過程中產生的危廢，分析其真實的成分，分類放置，具備易燃易爆性的，和普貨進行有效區分，納入易燃易爆危險化學品管理和儲存，走規范化的危廢處置流程。存在自燃可能性的，即用即處理，不在現場留存。處理過程中，要做好標志標識，提醒危廢處置單位，單貨單運單處理，避免運輸和待銷毀處置過程中引發其他物品燃燒。

3.3.3? 環保設施設備納入生產設備統一實施安全監管

環保設備是跟隨生產設備一起設計、設置的，主要作用也是對生產過程中產生的附帶物品的處理，可以認為本身就是生產設備的一部分。一個單位在設計自己的生產流程時，要從原材料進入開始考慮，直到所有的環節全部處理完畢才能結束。不管這套設備是后增加的，還是第三方設備供應商租賃使用的。沒有環保設備，生產設備是不完整的，或者可以說環保設備本身就是生產設備的一部分，日常監管中只能將其作為一個密不可分的整體進行考慮。

3.3.4? 設備的日常使用管理

環保設備基本都是依靠電進行驅動。很多單位為了環保的達標要求，設備長時間運轉不停歇，設備的發熱、老化、疲勞都存在風險，可以考慮的途徑：一是設置雙動力系統，定時更換運轉;二是加裝電氣監測系統，電流出現異常自動切斷通路;三是設置生產設備聯動，生產設備斷電停止運轉后，一定時間環保裝置自動停止;四是設置環保設備動力和系統前端數據聯動，設備前端沒有待處理物進入達到一定時間的，環保設備自動停止[5]。

4? 結語

木器加工行業中的環保設施具有一定的行業專業性，消防部門實施日常消防監管具有一定的難度。但其發生事故后，很多時候都是以火的形式對外展現，也需要消防部門實施現場處置。因此，為了減輕日常監管工作的壓力，對于這個新的領域、新的現象還是要開展多一點的研究，從源頭上減少火災發生的可能。

參考文獻：

[1]宋劍飛.活性炭吸附VOCs及其構效關系研究[D].長沙：中南大學，2014.

[2]李映紅，牛湛.噴淋吸收與光氧催化聯合處理法治理化工有機廢氣工程實例[J].廣東化工，2018，45（18）：229-230.

[3]羅秋容，黃世裕.分析有機廢氣新型處理技術應用的研究進展[J].環境與發展，2017，29（8）：91-92.

[4]徐麗，劉鑫，王灝瀚.關于VOCs有機廢氣處理技術進展研究[J].環境保護與循環經濟，2016，36（4）：39-42.

[5]馮熔.應用“事故超前預測理論”搞好消防安全工作[J].山東消防，2001（4）：49.

Fire risks and prevention measures in environmental

protection facilities in the wood processing industries

Liu Daoliang

（Shanghai Municipal Fire and Rescue Corps，Shanghai? 201400）

Abstract：In view of the frequent fires in wood processing industry in recent years， the paper studies "unconventional" environmental protection device ， the inner mechanism of fire causes， analyzes the existed problems and puts forward the solutions in terms of the perspectives of equipment design， fire compartmentation， daily maintenance and management to multiple law enforcement supervising and managing， thus researches the rationality.

Keywords：wood processing;environmental protection facilities;fire disasters