挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds，简称 VOCs）通常是指沸点低于250℃的化学物质，是最常见的一种大气污染物。VOCs主要来自医药、石油、化工、喷涂等领域排放的有机溶剂废气。它包含有烷烃、酮类、酯类、酚类、醛类、胺类、氰类等等。VOCs在光氧化反应下，极易形成二次有机物气溶胶，导致酸雨、霾、光化学烟雾等一系列环境问题。随着环保整治的力度越来越大，有机废气排放标准的不断提高，环保整治提升工作的大力推行，化工、医药以及汽车喷漆行业对有机废气的处理投入不断增大。由于医药行业尾气成分复杂选用设备困难，而蓄热式氧化炉（RTO）对尾气成分适应性强，能够有效地处理VOC以及废气异味，总体净化效率高，能达到废气排放标准，因而得到了广泛使用。
然而，在实际运行中，由于各种缺陷造成系统运行不稳定，存在安全隐患，而且设备维护成本高。部分企业和供应商仅考虑系统的净化效率和能耗，而忽视了系统的安全性设计，导致RTO系统运行过程中时有安全事故发生。本文依据规范要求并结合工程经验从有机废气产生、系统处理流程设计、废气输送管道设计、系统安全设计、RTO系统主体设计等几个方面提出了以下几点分析和建议，供大家参考。
1、医药行业挥发性有机废气特点
医药化工行业废气具有成分复杂，浓度波动性大等特点。
生产工艺环节
医药化工企业在投料、反应以及回收、离心过滤、烘干等生产工序的各个环节中会产生挥发性有机废气。
存储运输环节
医药化工生产时，需要将大量化工原料通过槽车向储罐中输入有机溶剂，这些有机溶剂会直接生成废气，并通过储罐顶部排气管向外排放。此外，医药品大多是液态下存储，挥发性会让整个储罐充满 VOCs。
固液堆场废气
医药化工区会建设有专门的收集处理医药生产过程中产生的固废、污水等。在固液堆场周围，如曝气池、污泥浓缩池、调节池等容易产生浓度较高的 VOCs，且此处的 VOCs 具有散发点多、无组织排放的特点。
2、系统处理流程设计
在选择工艺的过程中，应根据废气成分、特点等进行合理的设计，一般流程为废气收集、预处理、RTO焚烧、后处理及排放，如废气成分含有卤素，一般工艺流程如下：
3、废气输送管道
系统风量设计
医药废气生成后经生产车间冷凝，回收其中的部分有机溶剂，通过排风机进入输送管道，排风机风量及压头的选取应能保证VOCs浓度低于最易爆组分或混合物爆炸下限的25%。
生产车间输送系统设计
医药化工行业通常是间歇式生产，废气排放气量波动性较大，建议生产车间输送风机采用变频控制，输送风机前端设置压力检测点，并根据现场实际情况设置压力参数，与车间输送风机联锁变频控制，维持车间支管段内压力稳定。
系统管道设计
尽量使废气输送管道整体宜呈微负压状态，可有效避免各管道内废气泄露、相互串气的风险。因此，废气输送管道需要做风压平衡计算，确保管道呈微负压状态。
4、预处理设计
根据废气成分及特点进行预处理设计，例如通过提高废气温度可避免气体冷凝对管道及设备产生腐蚀；通过设置喷淋塔可除去废气中的无机酸碱气体，避免对设备产生腐蚀及堵塞问题；通过设置干式过滤器可去除颗粒，避免堵塞撞击蓄热体等。
5、系统选材
根据废气成分及特点对系统使用材料进行合理设计，如选材不当，将会导致系统出现严重的腐蚀问题，如废气来源中含有Cl或S等元素，废气经过RTO焚烧之后会产生酸性气体、硫化物、Cl-、盐等。蓄热陶瓷体由于质量较大，支撑件通常要承受较大的应力腐蚀，如废气中有残留的Cl-、酸性气体等，对设备本体、管道、RTO下室体及阀门易产生较大腐蚀，系统难以稳定、有效运行。
6、系统安全设计
管道排凝及防静电设计
医药生产车间预净化一般会设置有冷凝和喷淋系统，废气输送管道的拐点和低点会有积液凝聚，夏季积液挥发可能引发VOCs浓度超爆炸下限的风险，冬季积液冻结则可能造成管道损坏引发废气泄露的风险。因此，废气输送管道应依据《石油化工金属管道布置设计规范》要求，在管道拐角和低点设置排凝点，定期排凝，避免管道内积液现象的产生。废气输送管道一般距离较长、管线复杂，气体流速较快，管道内会有静电产生，如静电大量积聚，会引发爆炸等安全事故。因此，废气输送管道建议采用金属管道，并依据《石油化工静电接地设计规范》要求，做好管道法兰跨接和静电接地。
压力泄放及阻火器设计
各生产车间出口管道上设置阻火器，避免爆炸事故扩散到各生产车间，并在废气输送管道的关键位置设置泄爆口，保证整个系统能够及时、有效的泄爆。同时，废气输送管道与RTO主体对接位置需设置阻火器，防止并阻断RTO系统回火。
气体浓度检测设计
主管设置LEL保护和系统旁路，保证RTO设备运行安全。RTO进口前，总管道设置两级VOC浓度检测仪，一级VOC浓度检测仪安装位置应根据现场实际情况设置于距RTO进口的适当位置，具体距离应以废气的流速及仪表、阀门的反应时间计算所得。若现场距离不足，可将管道来回布置或设置缓冲装置，以增加废气在管道中的停留时间，保证大于仪表响应时间和阀门执行时间之和。当二级VOC浓度仪检测到废气浓度超过设定值时，切断阀关闭，紧急排放阀打开，此时RTO由新风阀补入新风进入待机模式，从而保证高浓度危险废气无法进入RTO。当一级VOC浓度检测到废气浓度超过设计值时，稀释阀打开从而保证进入RTO的废气浓度不超标，保证安全运行。
RTO超温超压泄放设计
通过合理的设计泄爆口及高温阀，可以将压力及多余热量进行泄放，避免产生爆炸的风险，有效的保护设备及管道。
CDA缓冲罐及UPS电源设计
RTO系统突然断电，其控制界面各关键节点无法实时反馈，阀门无法切换，存在废气燃烧及爆炸风险，因此RTO系统需要设置UPS备用电源及压缩空气储罐。
在线清洗装置
废气中有机物焚烧后产生的有机盐冷却后会形成结晶体，残留在RTO蓄热室底部及排烟管道的管壁上，废气切换时，未处理废气中的水汽、部分有机物（如甲醇等）被有机盐结晶体吸附后会直接排入大气，以上都会造成废气处理效率下降，同时也会影响设备正常运行，此外还可能引发火灾风险。可通过在线清洗装置进行定期处理，提高系统处理效率及降低火灾隐患。
医药化工行业在有机废气治理的过程中，需要科学应用RTO设备，制定完善的应用方案，发挥其在有机废气治理中的应用价值。在充分了解有机废气排放特征的基础上，确保RTO进口有机物的浓度低于爆炸极限下限的25%，并做好安全设计工作，提高设备运行安全性与稳定性。
