VOCs废气进入焚烧系统如RTO系统均有浓度的最高限度要求，来气的组分、浓度均需要测算计算废气的综合LEL数值，才可判定是否能进入RTO系统，如果不能进需要如何补风处理，下面我们来详细探讨下如下问题：

问题聚集：

(1)所有多组分可燃废气都能进入焚烧炉处理吗？ 答案是否定的。

(2)进入焚烧炉处理的多组分可燃废气都需要设阻火器吗？答案是否定的。

(3)如何定性及定量地评估多组分可燃废气入炉焚烧的 安全性？

见下文分析。

理论分析

01可燃废气的爆炸极限

多组分可燃废气与空气（或氧气）在一定的浓度 范围内均匀混合，遇着火源会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限（或爆炸浓度极限）。其中〃可燃物质、助燃物质、点火源"三要素必不可少。针对不含氧的多组分可燃废气称之为纯可燃组分（可能含惰性 组分），纯可燃组分处于密闭管道内由于其中不含氧 （助燃物质）因此不属于爆炸性混合物。这类废气入炉焚烧是安全且合规的，这类废气入炉焚烧不需要安 装管道式阻火器。

含氧多组分可燃废气的爆炸极限有爆炸（着火） 下限和爆炸（着火）上限之分，分别称为爆炸下限和爆炸上限。爆炸下限指的是可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度。由于可燃物浓度不足，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延，因此在低于爆炸下限时 不爆炸也不着火。爆炸上限指的是可燃性混合物能够发生爆炸的最高浓度。如果浓度高于爆炸上限，则表 明助燃空气不足，导致火焰不能蔓延不会爆炸（不能支持稳定燃烧）。

工程经验和事故案例表明，含氧多组分可燃废气焚烧具有一定的危险性，废气在喷枪内会被火焰辐射 加热，这可能使含氧多组分可燃废气在喷枪内自燃或 爆炸；喷枪出口流速如果低于火焰传播速度则存在引 起回火的风险即"火焰回到喷枪内燃烧"，严重的回火会引起爆炸。

02可燃废气进入治理设施的技术规定

《化工建设项目废物焚烧处理工程设计规范》

(HG20706-2013) : 5.8.2气体化工废物应设置气体稀释装置：第2条：进入焚烧装置的气体化工废物中混合有机物的浓度应低于混合气体或最易爆炸组分爆炸极限下限的25%,若高于其爆炸极限下限的25%,应采取补气稀释的方法降低其有机物混合浓度至爆炸极限下限的25%以下，或者降低其最易爆炸组分浓度至其爆炸极限下限的25%以下。《蓄热燃烧法工业有机废气治 理工程技术规范》(HJ1093-2020)、《吸附法工业有机 废气治理工程技术规范》(HJ2026-2013).《催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ2027-2013)都有关于这一条款的类似要求。

对于VOCs类采用补气稀释，确保收集管道内处于爆炸极限下限25%以下，是基于对输送安全的考虑. 在实践应用中问题不大。因为VOCs中有”可燃组分、 助燃组分（大量空气）、管道输送易产生静电〃，满足 爆炸（着火）的三要素要求，是比较危险的。因此，要求安装可燃气体报警仪检测爆炸下限，通过补充稀释风（空气、氮气等）使其浓度降低到爆炸极限下限的 25%以下。而对于很多高热值化工废气（特别是含氧 多组分可燃废气），采用稀释的方法一般很少被业主采纳（基于安全、能量回收、稀释成本、输送气量等因素综合考虑，业主一般不愿意采用惰性气体稀释）。所以，在物料入炉焚烧前一定会考虑炉前回火的风险，如入炉焚烧一定要考虑炉前回火的风险，如选择超音速喷枪、安装阻火器、压力低低连锁等安全防回火措施。

因此，按照规范要求处于〃爆炸极限下限的25%〜 爆炸极限上限"之间的含氧多组分可燃废气是不能入炉焚烧，因为其管道输送就是极其危险的，不但不允许入炉焚烧，也不允许进入活性炭吸附、RTO、RCO 等废气治理设施。

03可燃废气治理设施阻火器的技术规定

《吸附法工业有机废气治理工程技术规范》(HJ 2026-2013) 6.5.2治理系统与主体生产装置之间的管道系统应安装阻火器(防火阀)，阻火器性能应符合 GB13347的规定。因此，对于VOCs治理设施活性炭吸附除臭系统需要增加阻火器。

《石油化工石油气管道阻火器选用检验及验收标准》(SH/T3413-2019)中5.0.1当有爆炸性混合物存在的可能且无其它防止火焰传播的设施时，下列管道系统和容器应设置阻火器：(a)与燃烧器连接的可燃气体输送管道。因此，是否需要设置阻火器一定要定性/定量的判断含氧多组分可燃废气是否属于〃爆炸性 混合物"。按照前文分析，如果含氧多组分可燃废气的浓度有可能处于〃爆炸极限下限的25%~爆炸极限上 限"之间，我们就可以近似认为存在爆炸性混合物，这种废气入炉焚烧是需要加阻火器的。反之，小于爆炸极限下限的25%或者大于爆炸极限上限的含氧多组分可燃废气，入炉焚烧是相对安全合规的，无需设阻火器。

04含氧多组份可燃废气爆炸极限的计算

纯可燃混合组分的爆炸极限计算，一般采用Le Chatelier公式。如果考虑纯可燃混合组分中存在惰性 组分的影响，定性分析混合废气爆炸极限的范围会收窄，即相对更安全(相对于采用纯可燃混合组分的爆炸极限计算)。因为工程上，采用氮气灭火、蒸汽灭火就是这个道理。因此有必要对Le Chatelier公式计算 进行修正，本文采用《燃气混合安全性定律的演绎法 证明-严铭卿》中公式(3)/(4)/(5)进行惰性组分修正其爆炸极限下限。

总结回顾

针对不含氧的多组分可燃废气按前面分析不属于爆炸性混合物，这类废气入炉焚烧是安全且合规的；这类废气入炉焚烧不需要安装管道式阻火器。针对含氧多组分可燃废气分析结论如下：

01

按照《化工建设项目废物焚烧处理工程设计规范》 (HG20706-2013)要求：处于〃爆炸极限下限的25%〜 爆炸极限上限"的含氧多组分可燃废气，原则上是不能入炉焚烧的。

02

有些项目业主特殊要求，对可能处于〃爆炸极限下限的25%〜爆炸极限上限"的含氧多组分可燃废气入炉焚烧(业主没有其他处理手段)o贝蛀安照《石油化工石油气管道阻火器选用检验及验收标准》(SH/T3413-2019) 要求，增加管道式阻火器是必要的。反之，小于爆炸极限下限的25%或者大于爆炸极限上限的含氧多组分可燃废气，入炉焚烧是相对安全合规的无需设阻火器。

03

含氧多组分可燃废气的爆炸极限计算，一般采用 Le Chatelier公式，针对某些惰性组分含量较高的废气 需要采用半经验公式修正爆炸极限的下限。爆炸极限上限建议不修正，因为不修正会更安全且规范没有考虑安全余量；爆炸极限下限之所以建议修正，是因为规范还有25%的安全余量(修正收窄后再乘以25%会 更合理)。

来源：VOCs减排工作站