生物製（zhì）藥廢氣收集係統安全設（shè）計與管理

1.生物製藥廢氣收集係統現狀

隨著生（shēng）物製藥（yào）行業麵臨環保壓力、VOC整治壓力的不斷增大，VOC整治要求提高，效率和濃度。廢氣進行收集、 匯總後集中處理成為很多製藥企業的選擇。但（dàn）是隨著RTO、RCO等焚燒裝置的投用，有關（guān）焚（fén）燒裝（zhuāng）置起火、爆（bào）炸的事故頻（pín）繁發生，其中大部分爆炸發生在廢氣收集管道內。

因為焚燒裝置一般投資（zī）較高，企（qǐ）業一般不會配備多套焚燒裝置，必然對（duì）廢氣進行匯總（zǒng）後收（shōu）集（jí），生物製藥行業廢氣種類多，成分複雜，產生源（yuán）頭（tóu）多，這就無形中增加（jiā）了（le）廢氣收集係統的複雜性，其複雜性甚至（zhì）超過了大型化工企業的廢氣收集係統。目前國內缺乏廢氣收集係統設計（jì）的專業指導規範，大部分企業不得不摸著石頭過河，因為安全設施不到位，甚至以事故為代價。為給同行提供參考，本文（wén）結合企業自身實際以及對廢氣收集係統的理解提出了廢氣（qì）收集係統設計和管理要求，僅供參考。

2.生物製藥廢氣分類

依據生物製（zhì）藥廢氣分為普通VOC廢氣（甲（jiǎ）醇、乙醇、甲苯、丙酮、環己（jǐ）烷等有機廢氣）、含腐蝕性VOC廢氣（含有酸性物質有機廢氣）、含氫氣廢氣、無機廢氣、含（hán）鹵素廢氣等（děng）類別（bié），對於不需要進行焚燒處理即可達標的廢氣盡量不要送（sòng）入焚燒係統，例如無機廢氣（qì）、車間的超低濃度廢氣等。

3.廢氣收集係統（tǒng）設（shè）計（jì）要點

生物製藥行業廢氣管道總體設計思路：根據廢氣（qì）種類進（jìn）行分類（lèi）輸送，進入焚燒係統的廢氣一般可分為含腐（fǔ）蝕性有機廢氣、普通（tōng）VOC廢氣、含氫氣廢氣三大類，緊急泄放的廢氣則可（kě）進入火炬係統。為提高廢（fèi）氣輸送安全型，一般采取缺氧狀（zhuàng）態下進行VOC廢氣輸送，嚴格（gé）控製氧含量和（hé）靜電積聚風險。因為目前國內大部（bù）分企（qǐ）業無法實（shí）現對各車間廢氣中VOC的異常超（chāo）量排放進行有效監控，如果不能有效（xiào）控製管道中氧含量，隻要存在（zài）靜電集聚點火，就（jiù）極易造成廢氣管道係統爆炸事故（gù），這也是目前國內廢氣管道爆炸事故發生的重要原因，即沒有對廢氣（qì）管道中的氧含量和靜電進行有效控製，在車間源頭出現（xiàn）異常增量排放達到爆炸（zhà）範圍的情況下（xià）就導致了事故的發生。廢氣輸送動力係統可采用文丘裏管或風機。下麵對廢氣收集係統過程的一（yī）些設（shè）計要點進行舉例。

（1）氧含量控製的設計

要求廢（fèi）氣產生點進入管道係統實現全密閉，禁止將敞口過程的廢氣（qì）接人，對於（yú）異（yì）常檢修狀（zhuàng）態下的（de）廢（fèi）氣點必須事先隔斷。

（2）靜電（diàn）控（kòng）製（zhì）的設（shè）計

要實現靜電集聚控製，首先要選（xuǎn）對管材，對於普（pǔ）通VOC廢氣或含氫氣廢氣，可采用（yòng）不鏽鋼材質的管道，對於腐蝕性廢氣則采用導靜電的玻璃鋼管道，有效防止靜電集（jí）聚。其次，需要合理設計管徑，將廢氣輸送速度控製在安（ān）全範圍。一般普通VOC廢氣控製在10m/s以下，最高不能超過10m/s，對於含（hán）氫氣廢氣則控製在7-8m/s。再次，對於管道上各（gè）類裝置的材質（zhì），同樣（yàng）需要滿（mǎn）足導靜電要求，例如風機葉輪和殼體材質也必須為導靜電的不鏽鋼或玻璃鋼材（cái）質，阻火器（qì）也必須（xū）選用配套的（de）不鏽鋼，禁止采用碳鋼材質，防止生鏽引發的堵塞。最（zuì）後，在施工過（guò）程（chéng）還必須注（zhù）意對三通、轉角、焊（hàn）接部位的打磨處理，防止尖角的存在。

（3）廢氣輸送動（dòng）力係統的設計

因為每（měi）個企業規模不同，動（dòng）力係統的（de）設計可以采取不同的方式，如果隻有1-2個生（shēng）產車間，則可以直接通過車間風機，將廢氣輸送到焚（fén）燒裝置，此時（shí）管道係統處於微正壓狀態。也可以通過焚燒爐（lú）進氣風機，直接將各車間廢氣抽拉到焚燒裝置，此時管道係統處於微負壓狀態（tài）。如果車間數量眾多，則可在各廢氣產生源頭按廠房或種類設置小風機，廢氣總管上設置接力風機，焚燒（shāo）爐進（jìn）口設置引風風機實現管道係（xì）統的輸送，此時大部分管道係統處於微負壓狀態，風機出口附近出現微正壓（yā）。廢氣總管的接力風機（jī）是否需要設置，還要根據輸送管線長度（dù），各車間廢氣排放壓力等（děng）進行（háng）綜（zōng）合考慮。廢氣大部（bù）分區域設置成微負壓狀態的原因（yīn）是為了有效控製各廢氣源串（chuàn）氣的風險，將廢氣（qì）引導到同一流向。一旦存在串氣，將造成後續各類安全、質量風險。

（4）廢（fèi）氣管道預留（liú）的設計

廢氣（qì）管道係統（tǒng）一旦投用，要（yào）想進（jìn）行改（gǎi）造將麵臨較大的動火作業風險，施工難度大（dà）。為此，需要開展一些預（yù）留性施工。例如在各車間排放口設置預留口，在廢氣（qì）進管路前（qián）設置切斷用閥門，並配（pèi）套盲（máng）板等。為防止各廢氣相互串聯（lián），進入總管排放（fàng）口應有最小間距設置，一般應間隔設置30以上。

(5)排液係統的設計

廢氣進入管道係統，難免會（huì）存在冷凝，特別是經過水噴淋後（hòu）的廢氣含有大量飽和水蒸氣，為此排液係統（tǒng）的設計尤其重要，否（fǒu）則可能會引起積液（yè）影響廢氣輸送，冬季還會導致冰凍，損壞管路。排液係統包括管道傾斜（xié）度、排液（yè）口、清理口等，排液口要設（shè）置在管道低位，要求（qiú）所有管道低位都有排液口。

（6）安全設施配（pèi）備要（yào）求

為（wéi）保證管道（dào）係統的安全穩定運行，還需要配套（tào）各類安（ān）全（quán）設（shè）施和檢測儀器。管道係統上可設置泄爆片、阻火器、氧含量檢測儀、LEL濃度（dù）檢測儀。泄爆（bào）片一般（bān）可安裝（zhuāng）在（zài）風機或阻火器附近，泄爆壓力的選擇要高於廢氣管線正常壓力，低於管線耐壓。阻火器一般安裝在各風機進口（kǒu）、出口，同時根據保護目標需要，可在廢氣支管與總管匯總前安（ān）裝阻火器，以保護廢氣支管端各（gè）廢氣車間。同時（shí）因為不同型號、不同廠家的阻火器壓降差異較大，故需要在設計前（qián）首先考慮（lǜ）阻火器壓（yā）降。采購阻火器時（shí），還要（yào）考慮阻火器的方向（xiàng）性。阻火器（qì）一般要選擇自帶溫度檢測的，便於當管道發生起火時，可通過阻火器上溫度的檢測，發現異常，並（bìng）通過溫度連鎖報警係統和應急係統。為了（le）實（shí）現對管道係統運行狀況（kuàng）的（de）監（jiān）控，實現安全風險的在線監（jiān）控，還需要安裝壓力檢測、溫度檢測、流速檢測儀（yí）器等，並將上述重要參數集中到統一監控中心進行集中監控，當壓力、溫度、流速超過設定值，即啟動報警係統，並對（duì）各異（yì）常信息按事故/事件進行原因分析和調查處理，防止（zhǐ）再次（cì）發生（shēng）。

（7）應急係（xì）統設（shè）計

因為廢氣輸送係統的火災爆炸（zhà）風險較大，故需要設（shè）置應急係統。可（kě）在氫氣（qì）總管上安裝蒸（zhēng）汽滅火裝置，即當管道發生火災或爆（bào）炸，管道內溫度超過設定安全值時，立即（jí）啟動應急裝置，將蒸汽通人管道內進行滅（miè）火（huǒ）。為（wéi）保護（hù）各生產車間（jiān）安全，防（fáng）止廢氣總管係統起火對（duì）各車問的影響，在各車間進入廢氣總管前，設置溫度報警，當（dāng）溫度超（chāo）過設定值，即切斷與總管係統的閥門，將廢氣排到車間緊急放空管。

4.廢氣管道係統（tǒng）管理要求

(1)進氣體前（qián）審批（pī）

為了對（duì）接人廢氣係統的（de）廢（fèi）氣種類（lèi）、排放參數、禁忌物等進（jìn）行確認，防止誤接（jiē）。

（2）積液的管理（lǐ）

管道積液應（yīng）及時排放，冬季和夏季的排液頻次可略微不同，對每次排液應進行記錄，包括排液口編號、液（yè）體接收量、排液日期等信息，對於排液量異常（cháng）增大的，還需要（yào）進行原因分析（xī）。有條件的企（qǐ）業還可以對積液中的組分、pH進行分析，可監控未經審批排（pái）放的廢氣。當pH低於（yú）6時，就需進行原因分析。

（3）靜電管理

需要每年（nián）至少開（kāi）展一次（cì）靜（jìng）電檢測；每年檢修期間，還需（xū）要開展靜（jìng）電接（jiē）地設施完（wán）好性的檢查。

（4）管道的日常（cháng）巡查

管道（dào）泄漏的原因包（bāo）括焊縫，爆破片破損，法蘭連（lián）接密封圈破損，熱脹冷縮（suō）導致管道破裂等，因此（cǐ）需要對管道進行日（rì）常巡查，主要通過對管道跑、冒、滴、漏的（de）巡查及時發現漏點；同時（shí）可定期采用氮（dàn）氣（qì）進行氣密性試驗，並保留氣密性試驗（yàn）的（de）記錄。日（rì）常運行過程（chéng），則通過對管道中氧含量的（de）監控，及時發現異常。

（5）管道監控參數的記錄（lù）和分（fèn）析（xī）

視頻監控、溫度監控（kòng）、壓力監控、氧含量監（jiān）控等數據（jù）傳輸到集中（zhōng）24小時值控中心進行監控。其中總管各段壓力情況須在運（yùn）行過程中摸索，有相應的數據基礎後再形成具體管理要求。

（6）明確各（gè）類（lèi）標識

標識包括爆破片的管路色（sè）標、排液口標識、阻火器標識等。