1.生物制藥廢氣收集系統(tǒng)現(xiàn)狀
隨著生物制藥行業(yè)面臨環(huán)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、 匯總后集中處理成為很多制藥企業(yè)的選擇。但是隨著RTO、RCO等焚燒裝置的投用，有關(guān)焚燒裝置起火、爆炸的事故頻繁發(fā)生，其中大部分爆炸發(fā)生在廢氣收集管道內(nèi)。
因為焚燒裝置一般投資較高，企業(yè)一般不會配備多套焚燒裝置，必然對廢氣進行匯總后收集，生物制藥行業(yè)廢氣種類多，成分復雜，產(chǎn)生源頭多，這就無形中增加了廢氣收集系統(tǒng)的復雜性，其復雜性甚至超過了大型化工企業(yè)的廢氣收集系統(tǒng)。目前國內(nèi)缺乏廢氣收集系統(tǒng)設計的專業(yè)指導規(guī)范，大部分企業(yè)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，本文結(jié)合企業(yè)自身實際以及對廢氣收集系統(tǒng)的理解提出了廢氣收集系統(tǒng)設計和管理要求，僅供參考。
2.生物制藥廢氣分類
依據(jù)生物制藥廢氣分為普通VOC廢氣（甲醇、乙醇、甲苯、丙酮、環(huán)己烷等有機廢氣）、含腐蝕性VOC廢氣（含有酸性物質(zhì)有機廢氣）、含氫氣廢氣、無機廢氣、含鹵素廢氣等類別，對于不需要進行焚燒處理即可達標的廢氣盡量不要送入焚燒系統(tǒng)，例如無機廢氣、車間的超低濃度廢氣等。
3.廢氣收集系統(tǒng)設計要點
生物制藥行業(yè)廢氣管道總體設計思路：根據(jù)廢氣種類進行分類輸送，進入焚燒系統(tǒng)的廢氣一般可分為含腐蝕性有機廢氣、普通VOC廢氣、含氫氣廢氣三大類，緊急泄放的廢氣則可進入火炬系統(tǒng)。為提高廢氣輸送安全型，一般采取缺氧狀態(tài)下進行VOC廢氣輸送，嚴格控制氧含量和靜電積聚風險。因為目前國內(nèi)大部分企業(yè)無法實現(xiàn)對各車間廢氣中VOC的異常超量排放進行有效監(jiān)控，如果不能有效控制管道中氧含量，只要存在靜電集聚點火，就極易造成廢氣管道系統(tǒng)爆炸事故，這也是目前國內(nèi)廢氣管道爆炸事故發(fā)生的重要原因，即沒有對廢氣管道中的氧含量和靜電進行有效控制，在車間源頭出現(xiàn)異常增量排放達到爆炸范圍的情況下就導致了事故的發(fā)生。廢氣輸送動力系統(tǒng)可采用文丘里管或風機。下面對廢氣收集系統(tǒng)過程的一些設計要點進行舉例。
（1）氧含量控制的設計
要求廢氣產(chǎn)生點進入管道系統(tǒng)實現(xiàn)全密閉，禁止將敞口過程的廢氣接人，對于異常檢修狀態(tài)下的廢氣點必須事先隔斷。
（2）靜電控制的設計
要實現(xiàn)靜電集聚控制，首先要選對管材，對于普通VOC廢氣或含氫氣廢氣，可采用不銹鋼材質(zhì)的管道，對于腐蝕性廢氣則采用導靜電的玻璃鋼管道，有效防止靜電集聚。其次，需要合理設計管徑，將廢氣輸送速度控制在安全范圍。一般普通VOC廢氣控制在10m/s以下，不能超過10m/s，對于含氫氣廢氣則控制在7-8m/s。再次，對于管道上各類裝置的材質(zhì)，同樣需要滿足導靜電要求，例如風機葉輪和殼體材質(zhì)也必須為導靜電的不銹鋼或玻璃鋼材質(zhì)，阻火器也必須選用配套的不銹鋼，禁止采用碳鋼材質(zhì)，防止生銹引發(fā)的堵塞。最后，在施工過程還必須注意對三通、轉(zhuǎn)角、焊接部位的打磨處理，防止尖角的存在。
（3）廢氣輸送動力系統(tǒng)的設計
因為每個企業(yè)規(guī)模不同，動力系統(tǒng)的設計可以采取不同的方式，如果只有1-2個生產(chǎn)車間，則可以直接通過車間風機，將廢氣輸送到焚燒裝置，此時管道系統(tǒng)處于微正壓狀態(tài)。也可以通過焚燒爐進氣風機，直接將各車間廢氣抽拉到焚燒裝置，此時管道系統(tǒng)處于微負壓狀態(tài)。如果車間數(shù)量眾多，則可在各廢氣產(chǎn)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，焚燒爐進口設置引風風機實現(xiàn)管道系統(tǒng)的輸送，此時大部分管道系統(tǒng)處于微負壓狀態(tài)，風機出口附近出現(xiàn)微正壓。廢氣總管的接力風機是否需要設置，還要根據(jù)輸送管線長度，各車間廢氣排放壓力等進行綜合考慮。廢氣大部分區(qū)域設置成微負壓狀態(tài)的原因是為了有效控制各廢氣源串氣的風險，將廢氣引導到同向。一旦存在串氣，將造成后續(xù)各類安全、質(zhì)量風險。
（4）廢氣管道預留的設計
廢氣管道系統(tǒng)一旦投用，要想進行改造將面臨較大的動火作業(yè)風險，施工難度大。為此，需要開展一些預留性施工。例如在各車間排放口設置預留口，在廢氣進管路前設置切斷用閥門，并配套盲板等。為防止各廢氣相互串聯(lián)，進入總管排放口應有最小間距設置，一般應間隔設置30以上。
(5)排液系統(tǒng)的設計
廢氣進入管道系統(tǒng)，難免會存在冷凝，特別是經(jīng)過水噴淋后的廢氣含有大量飽和水蒸氣，為此排液系統(tǒng)的設計尤其重要，否則可能會引起積液影響廢氣輸送，冬季還會導致冰凍，損壞管路。排液系統(tǒng)包括管道傾斜度、排液口、清理口等，排液口要設置在管道低位，要求所有管道低位都有排液口。
（6）安全設施配備要求
為保證管道系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，還需要配套各類安全設施和檢測儀器。管道系統(tǒng)上可設置泄爆片、阻火器、氧含量檢測儀、LEL濃度檢測儀。泄爆片一般可安裝在風機或阻火器附近，泄爆壓力的選擇要高于廢氣管線正常壓力，低于管線耐壓。阻火器一般安裝在各風機進口、出口，同時根據(jù)保護目標需要，可在廢氣支管與總管匯總前安裝阻火器，以保護廢氣支管端各廢氣車間。同時因為不同型號、不同廠家的阻火器壓降差異較大，故需要在設計前首先考慮阻火器壓降。采購阻火器時，還要考慮阻火器的方向性。阻火器一般要選擇自帶溫度檢測的，便于當管道發(fā)生起火時，可通過阻火器上溫度的檢測，發(fā)現(xiàn)異常，并通過溫度連鎖報警系統(tǒng)和應急系統(tǒng)。為了實現(xiàn)對管道系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)控，實現(xiàn)安全風險的在線監(jiān)控，還需要安裝壓力檢測、溫度檢測、流速檢測儀器等，并將上述重要參數(shù)集中到統(tǒng)一監(jiān)控中心進行集中監(jiān)控，當壓力、溫度、流速超過設定值，即啟動報警系統(tǒng)，并對各異常信息按事故/事件進行原因分析和調(diào)查處理，防止再次發(fā)生。
（7）應急系統(tǒng)設計
因為廢氣輸送系統(tǒng)的火災爆炸風險較大，故需要設置應急系統(tǒng)?？稍跉錃饪偣苌习惭b蒸汽滅火裝置，即當管道發(fā)生火災或爆炸，管道內(nèi)溫度超過設定安全值時，立即啟動應急裝置，將蒸汽通人管道內(nèi)進行滅火。為保護各生產(chǎn)車間安全，防止廢氣總管系統(tǒng)起火對各車問的影響，在各車間進入廢氣總管前，設置溫度報警，當溫度超過設定值，即切斷與總管系統(tǒng)的閥門，將廢氣排到車間緊急放空管。
4.廢氣管道系統(tǒng)管理要求
(1)進氣體前審批
為了對接人廢氣系統(tǒng)的廢氣種類、排放參數(shù)、禁忌物等進行確認，防止誤接。
（2）積液的管理
管道積液應及時排放，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、液體接收量、排液日期等信息，對于排液量異常增大的，還需要進行原因分析。有條件的企業(yè)還可以對積液中的組分、pH進行分析，可監(jiān)控未經(jīng)審批排放的廢氣。當pH低于6時，就需進行原因分析。
（3）靜電管理
需要每年至少開展一次靜電檢測；每年檢修期間，還需要開展靜電接地設施完好性的檢查。
（4）管道的日常巡查
管道泄漏的原因包括焊縫，爆破片破損，法蘭連接密封圈破損，熱脹冷縮導致管道破裂等，因此需要對管道進行日常巡查，主要通過對管道跑、冒、滴、漏的巡查及時發(fā)現(xiàn)漏點；同時可定期采用氮氣進行氣密性試驗，并保留氣密性試驗的記錄。日常運行過程，則通過對管道中氧含量的監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)異常。
（5）管道監(jiān)控參數(shù)的記錄和分析
視頻監(jiān)控、溫度監(jiān)控、壓力監(jiān)控、氧含量監(jiān)控等數(shù)據(jù)傳輸?shù)郊?4小時值控中心進行監(jiān)控。其中總管各段壓力情況須在運行過程中摸索，有相應的數(shù)據(jù)基礎后再形成具體管理要求。
（6）明確各類標識：
標識包括爆破片的管路色標、排液口標識、阻火器標識等。
