Taylorwang的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/Taylorwang

博文

垃圾渗沥(滤)液调节池爆炸原因分析及防范 精选

已有 10354 次阅读 2022-5-21 07:40 |系统分类:科研笔记

垃圾填埋场,垃圾存放堆场,垃圾渗沥(滤)液收集调节池,在厌氧的条件下,垃圾中的有机物,渗沥液中的有机物,在厌氧条件下,在甲烷产生菌的参与下,将垃圾或渗沥液中的有机物转化为甲烷气体,俗称“沼气”。甲烷与空气混合,混合气体有爆炸的风险,其浓度用体积分数表示,爆炸浓度范围为4.9 ~ 16%

甲烷气体若利用得好,可以作为燃料,也可用来发电,若利用得不当,则有可能产生爆炸的风险。要使甲烷气体发生爆炸,则必须具备二个条件:1、甲烷的浓度在其爆炸的浓度范围(4.9 ~ 16%);2、有明火点燃引爆。发生甲烷气体爆炸,这二个条件,缺一不可,爆炸事故的调查,往往也是从这二个方面着手。

要防止甲烷气体爆炸,即要防止出现这二个条件。不允许甲烷气体在空气中混合的浓度进入这爆炸的浓度范围;不允许有甲烷气爆炸风险的地方,出现明火,如抽烟,电焊等明火作业。

甲烷与空气混合爆炸,是甲烷与空气中的氧气发生快速燃烧反应产生的,若置换混合气中的氧气,则混合气就不会爆炸。在水处理行业,高效厌氧反应器调试运行前,为了保证不会发生甲烷混合气体爆炸,往往要求用氮气对反应器顶部的气室进行吹扫,用氮气,赶走反应器顶部空气中的氧气,从而预防气体爆炸。

一旦厌氧反应器或垃圾填埋场稳定产生甲烷后,其气体的组成往往甲烷的体积浓度大于50%,远远高于爆炸极限的上限,且甲烷发酵是厌氧发酵,不存在氧气,也不可能产生氧气,其它气体往往是二氧化碳与氮气,故这种气体一旦有明火点燃,它会静静燃烧,可用于发电,烧锅炉等,而不会发生爆燃或爆炸风险。

由于渗沥液的产生量受垃圾填埋量,降雨量与温度等气象因素相关,为了保证渗沥液处理系统正常运行,防止渗沥液外溢,都建设比较大的垃圾渗沥液调节池,垃圾填埋场设计规范要求,垃圾渗沥液调节池的停留时间要达90天。这次发生甲烷气体爆炸的红庙岭垃圾渗沥液调节池,其新建渗沥液调节池有效容积达10万立方米,使红庙岭垃圾渗沥液处理厂拥有了全国最大规模的渗沥液调节池2022517日该渗沥液处理厂发生气体爆炸,发生死亡三人的重大安全事故,又使渗沥液的燃烧爆炸成为热点。

该工程的渗沥液,一部分是垃圾焚烧发电厂的渗滤液,处理垃圾焚烧厂的渗沥液,往往比处理垃圾填埋场渗沥液风险高,一方面垃圾焚烧发电厂的渗沥液有机物浓度更高,能产生更多的甲烷。另一方面,一般垃圾填埋场及渗沥液处理,大部分沼气收集,都采用常压收集,空气不容易进入沼气收集管中,故爆炸的风险小。而垃圾焚烧发电厂,对臭气的管理控制要求高,往往要求负压操作,将产生臭气的地方,都密封起来,形成一定的负压,用风机抽出的臭气,送入焚烧炉,通过高温焚烧,及锅炉的尾气处理系统,而将气体中的臭味脱除;并且这些有臭味的气体中含有低于爆炸极限浓度的甲烷,也能在焚烧过程中得到利用。但这个过程存在风险,有负压,就有外面的空气混进来,与甲烷混合形成进入爆炸浓度范围内的风险,若有明火,就产生了爆炸的可能。

几年前,我们设计一个垃圾焚烧发电厂的渗沥液处理,甲方提出处理设施的臭味控制要求,我曾认真地考虑如何做好这甲烷气体爆炸的安全防范问题。将渗沥液的调节池,及其它有可能产生臭味的处理设施,一起密封起来,形成负压,将气体抽入垃圾焚烧厂的焚烧引风管中。由于渗滤液产生的甲烷气体有限,确定抽风机的工作风量,在引风机正常工作情况下,甲烷的浓度低于爆炸极限浓度4.9%应没有问题。为确保安全,必须安装一只甲烷气体浓度检测仪,随时显示密闭区域气体中甲烷的浓度,当接近爆炸极限浓度时,能给出声光报警。

在系统在正常运行的条件下应是安全的,但当系统不正常时,最容易发生安全事故,也要在设计时做足防范措施。若停电了,或风机坏了不能正常工作,渗沥液中的甲烷产生菌仍继续工作,不断产生甲烷,密闭区域空气中的甲烷有可能很快进入爆炸极限浓度范围,若突然来电了,有设备产生电火花或其它明火,则会发生气体爆炸。故停电或风机不工作时,这时最安全的做法是排空,甲烷比空气轻,通过联锁系统自动打开天窗的形式,让产生的甲烷迅速排空,确保系统恢复正常时不会引发安全事故。

安全是防不胜防的,即使采取了足够的安全措施,仍有发生气体爆炸风险的可能,如何减轻事故对人员和财产的损失,也是要认真考虑的。当时就考虑在整个密封处理的密封盖与气体输送管箱上,寻找一块地方,安装比较薄弱的爆破膜或爆破门,这个爆破膜或爆破门,对着相对比较安全的方向,如平时没有人走的草坪,水塘等,真的发生气体爆炸,爆破膜或爆破门被瞬时破坏,但保护了人员与重要设备的安全,修理起来也容易。

安全规程都是受害者的血或泪写成的,这次红庙岭垃圾渗沥液调节池爆炸事件,又敲响了渗沥液处理安全防范警钟,主动排查存在的各种风险,尽量避免类似的事故再次发生。




https://blog.sciencenet.cn/blog-732399-1339502.html

上一篇:三年必须报奖太急了点
下一篇:六条生命引发的思考

9 肖小敏 王安良 周忠浩 杨正瓴 郑永军 梁洪泽 黄永义 杨顺楷 刘东坡

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (5 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2022-6-25 06:50

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部