معالجة غازات النفايات العضوية المتطايرة في صناعة الفحم الكيميائية

ما هو تحويل الفحم إلى غاز؟

تصنيف عمليات تحويل الفحم إلى غاز:

• المواد الخام: الفحم المسحوق، الفحم المسحوق، ملاط ماء الفحم؛
• سرير التغويز: سرير مائع، سرير مائع، سرير ثابت؛
• يتكون السرير الثابت من الفحم الكتلي (15-50 مم) كمادة خام؛
• يتم تصنيع السرير المميّع من الفحم المسحوق (أقل من 10 مم) كمواد خام؛
• يتم تصنيع سرير تدفق الهواء من الفحم المسحوق (أقل من 0.1 مم) كمادة خام؛ 

جدول مسح مكونات الغاز الخام المنتجة من خلال عمليات التغويز المختلفة

ما هو غسيل الميثانول بدرجة حرارة منخفضة؟

عملية غسل الميثانول في درجات الحرارة المنخفضة: باستخدام الميثانول البارد كمذيب امتصاص، والاستفادة من ذوبان الميثانول العالي في الغازات الحمضية في درجات الحرارة المنخفضة، لإزالة الغازات الحمضية من غاز التغذية، وخاصة ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين.
غسل الميثانول بدرجة حرارة منخفضة هو طريقةٌ طُوّرت بالتعاون بين ليندي ولورجي في أوائل خمسينيات القرن الماضي لإزالة الغازات الحمضية من غازات المواد الخام. في عام ١٩٥٤، استُخدمت لأول مرة لتنقية الغازات في صناعة تغويز الفحم المضغوط في جنوب أفريقيا.

• تشمل قائمة مقدمي حزمة عملية غسيل الميثانول منخفضة الحرارة شركة Linde، وLurgi، وجامعة داليان للتكنولوجيا، وغيرها؛
• هناك العديد من عمليات التغويز، والتي يمكن تقسيمها إلى ثلاث فئات: السرير الثابت، والسرير المميع، والسرير المميع؛
• إن تحديد ما إذا كان الغاز منخفض الانبعاثات يتمتع بقيمة استرداد الحرارة المتبقية يأخذ في الاعتبار بشكل أساسي محتوى CH4 في غاز العادم؛
• يعتمد تركيز CH4 على عملية التغويز، وتشمل عمليات التغويز ذات السرير الثابت فرن لورجي، وفرن BGL، وما إلى ذلك؛

خصائص غاز النفايات

تحديد حجم الهواء المكمل للأكسجين

• LM هو الحد الأدنى للانفجار للغاز المختلط، %
• Li هو الحد الأدنى للانفجار للمكون i،%
• Vi هو الكسر الحجمي لمكون قابل للاشتعال معين بالنسبة للمكون القابل للاشتعال، %

عادةً ما يُصمم هذا دون مراعاة تأثير الغازات الخاملة، حيث يُحسب الحد الأدنى للانفجار لغاز العادم، وتُحدد نسبة تخفيف الهواء بناءً على العلاقة بين تركيز غاز العادم والحد الأدنى للانفجار 25%. يضمن هذا الحساب السلامة الجوهرية، إلا أن حجم غاز العادم كبير نسبيًا.

بسبب وجود كمية كبيرة من غاز ثاني أكسيد الكربون الخامل في غاز عادم الغسيل الميثانولي منخفض الحرارة N2، كمية صغيرة من المكونات القابلة للاحتراق،
وفقًا لطريقة الحساب لمزيج يحتوي على n غازات قابلة للاشتعال وغازات خاملة، يمكن تحديد أن غاز العادم المختلط منخفض الدرجة من الغازات القابلة للاشتعال والخاملة غير قابل للاشتعال وغير قابل للانفجار.

لذلك، فإن غاز العادم الناتج عن الغسيل بالميثانول منخفض الحرارة ليس له حدود انفجارية عليا أو سفلية.
يمكن تحديد كمية تجديد الهواء لغاز الغسيل الناتج عن الميثانول منخفض الحرارة على أساس أن يكون محتوى الأكسجين في غاز المداخن بعد الأكسدة الكاملة أكبر من 3%.

عملية حساب قابلية احتراق غازات العادم المختلطة في الهواء 

① توازن المواد

 ② التوازن الحراري

حالات هندسية نموذجية

تحليل الموقف

تستخدم وحدة الميثانول التابعة لشركة شيني للطاقة الكيميائية، والتي تبلغ طاقتها الإنتاجية 525,000 طن سنويًا، تقنية التغويز المضغوط بالفحم المسحوق. بالإضافة إلى المكونين الرئيسيين، ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين، يحتوي غاز عادم غسل الميثانول منخفض الحرارة أيضًا على الميثان، والهيدروكربونات الكلية غير الميثانية، وأول أكسيد الكربون، والميثانول، وغيرها. يُصرف هذا الغاز حاليًا عبر مدخنة الغلاية. ووفقًا لمتطلبات حماية البيئة، يلزم معالجة لإزالة المركبات العضوية المتطايرة. كما تحتوي وحدة البولي أوكسي ميثيلين على ثلاثة غازات عادم تحتاج إلى معالجة.

مسار العملية

استنادًا إلى خصائص المكونات القابلة للاحتراق في غاز العادم، قرر مهندسونا اعتماد مسار تكنولوجيا المعالجة "تنقية RTO + غلاية حرارة النفايات البخارية متوسطة الضغط لاستعادة الحرارة"؛ وفقًا لخوارزمية توزيع الهواء الآمن لنظرية تصحيح الغاز الخامل و Le Chater الفريدة لشركتنا، فقد قررنا اختيار صمام دوار بحجم هواء 270000 RTO، مع محتوى أكسجين يبلغ 5% في غاز العادم بعد الحرق؛ في نفس الوقت حدد غلاية بخار 5.1MPa / 46T بتصميم مدخنة نهاية 120 مترًا لتقليل تأثير انبعاثات العادم على بيئة المصنع؛

يعتمد الجهاز الرئيسي على صمام دوار RTO بحجم هواء 270000، تصميم مربع، ومجهز بـ 3 صمامات توزيع هواء دوارة و36 غرفة تخزين حرارية

• العلاج الشامل:
  مجهزة بحجم هواء 270,000 RTO دوار، غاز ذيل بولي أوكسي ميثيلين مخلوط بالهواء لتكملة الأكسجين
  استغلال الحرارة المهدرة: 46 طن/ساعة، 5.1 ميجا باسكال من البخار المشبع
  
• معايير حماية البيئة:
  إجمالي انبعاثات الهيدروكربون غير الميثان <50 ملغم/م³، وانخفاض سنوي في انبعاثات الكربون يبلغ حوالي 860 ألف طن؛
  
• فترة الاسترداد: 3 سنوات

تحليل السلامة

1. إحاطة حول التحكم المعقد/السلسلة
2. تحليل HAZOP
3. تصنيف SIL

الابتكار 1 - اختراق في الحد الأدنى للانفجار في ظل ظروف خاملة

ضع في اعتبارك تأثير الغاز الخامل على الحد الأدنى للانفجار

عند النظر فقط إلى إمداد الأكسجين، فإن إمداد الهواء هو 100000، ويبلغ إجمالي حجم الهواء 220000

1. الخلفية الجوية، الحد الأدنى للانفجار عند 900 درجة مئوية هو 25%LEL؛
2. خلفية خاملة، غير قابلة للاشتعال وغير قابلة للانفجار في درجة حرارة الغرفة، ولكن في درجة حرارة عالية؟

الابتكار 2 - تصميم وتطبيق هيكل RTO المربع بحجم هواء كبير

√ المؤشرات الاقتصادية الرئيسية