Пречистване на отпадъчни газове от ЛОС във въгледобивната химическа промишленост

Какво е газификация на въглища

Класификация на процесите на газификация на въглища:

• Суровини: прахообразни въглища, натрошени въглища, водно-въглищна каша;
• Газификационен слой: флуидизиран слой, флуидизиран слой, неподвижен слой;
• Фиксираното легло е изработено от бучки въглища (15-50 мм) като суровина;
• Флуидизираният слой е направен от натрошени въглища (по-малко от 10 мм) като суровина;
• Въздушният поток е направен от прахообразни въглища (по-малко от 0,1 мм) като суровина; 

Таблица за преглед на компонентите на суровия газ, получени чрез различни процеси на газификация

Какво е нискотемпературно метанолово промиване

Процес на промиване с метанол при ниска температура: използване на студен метанол като абсорбционен разтворител, като се използва високата разтворимост на метанола в киселинни газове при ниски температури, за отстраняване на киселинни газове от захранващия газ, главно CO2 и H2S.
Нискотемпературното промиване с метанол е метод, разработен съвместно от Линде и Лурги в началото на 50-те години на миналия век, за отстраняване на киселинни газове от газове от суровини. През 1954 г. той е използван за първи път за пречистване на газ в индустрията за газификация на въглища под налягане в Южна Африка.

• Доставчиците на пакети за нискотемпературно промиване с метанол включват Linde, Lurgi, Технологичния университет в Далян и др.;
• Съществуват различни процеси на газификация, които могат да бъдат разделени на три категории: неподвижен слой, флуидизиран слой и флуидизиран слой;
• Определянето дали газът с ниски емисии има стойност за регенериране на остатъчна топлина се взема предвид главно от съдържанието на CH4 в отработените газове;
• Концентрацията на CH4 зависи от процеса на газификация, а процесите на газификация с неподвижен слой включват пещ Lurgi, пещ BGL и др.;

Свойства на отпадъчните газове

Определяне на обема на въздуха, добавен към кислород

• LM е долната граница на експлозивност на смесения газ, %
• Li е долната граница на експлозивност на компонент i,%
• Vi е обемната фракция на определен горим компонент спрямо горимия компонент,%

Обикновено се проектират без да се отчита влиянието на инертните газове, като долната граница на експлозивност на отработените газове се изчислява, а коефициентът на разреждане на въздуха се определя въз основа на връзката между концентрацията на отработените газове и 25% LEL. Това изчисление може да гарантира вътрешна безопасност, но обемът на отработените газове е сравнително голям.

Поради наличието на голямо количество инертен газ CO2 в отработените газове N2, получени при нискотемпературно промиване с метанол, и малко количество горими компоненти,
Съгласно метода на изчисление за смес, съдържаща n запалими газове и p инертни газове, може да се определи, че нискокачествената смесена отработена газова смес от запалими и инертни газове е незапалима и неексплозивна.

Следователно, отработените газове от нискотемпературното промиване с метанол нямат горна или долна граница на експлозивност.
Количеството въздух, необходимо за попълване на отпадъчните газове от нискотемпературното промиване с метанол, може да се определи въз основа на съдържанието на кислород в димните газове след пълно окисление, което е по-голямо от 3%.

Процес на изчисляване на горимостта на смесени отработени газове във въздуха 

① Материален баланс

 ② Топлинен баланс

Типични инженерни случаи

Анализ на ситуацията

Инсталацията за метанол на Xinye Energy Chemical с капацитет 525 000 тона годишно използва технология за газификация под налягане с натрошени въглища. В допълнение към основните компоненти CO2 и N2, нискотемпературният отработен газ от промиване с метанол съдържа също метан, неметанови общи въглеводороди, CO, метанол и др. Този отработен газ понастоящем се изпуска през комина на котела. Съгласно изискванията за опазване на околната среда е необходимо третиране за отстраняване на летливи органични съединения (ЛОС). Освен това, инсталацията за полиоксиметилен има и три отработени газа, които трябва да бъдат третирани.

Маршрут на процеса

Въз основа на характеристиките на горимите компоненти в отработените газове, нашите инженери решиха да възприемат технологичния маршрут на третиране „пречистване на RTO + котел за отпадъчна топлина със средно налягане за оползотворяване на топлината“; Съгласно уникалния алгоритъм за безопасно разпределение на въздуха на нашата компания „Теорията за корекция на инертните газове на Le Chater“, решихме да изберем RTO с ротационен клапан с обем на въздуха 270 000 и съдържание на кислород 5% в отработените газове след изгаряне; Едновременно с това избрахме парен котел 5.1MPa/46T с комин с дължина 120 метра, за да намалим въздействието на емисиите от отработени газове върху фабричната среда;

Основното устройство използва един ротационен клапан RTO с обем на въздуха 270 000, квадратно разположение, оборудван с 3 ротационни разпределителни клапана за въздух и 36 камери за съхранение на топлина.

• Цялостно лечение:
  Оборудван с ротационен RTO с обем на въздуха 270 000, полиоксиметиленов остатъчен газ, смесен с въздух за добавяне на кислород
  Оползотворяване на отпадната топлина: 46 т/ч, наситена пара 5,1 МПа
  
• Стандарти за опазване на околната среда:
  общи емисии на неметанови въглеводороди <50 мг/м³, годишно намаление на емисиите на въглерод с около 860 000 тона;
  
• Период на изплащане: 3 години

Анализ на безопасността

1. Инструктаж за комплексен контрол/верига
2. HAZOP анализ
3. SIL рейтинг

Иновация 1 — Пробив в долната граница на експлозивност при инертни условия

Разгледайте влиянието на инертния газ върху долната граница на експлозия

Като се има предвид само подаването на кислород, подаването на въздух е 100 000, а общият обем на въздуха е 220 000.

1. Въздушен фон, долната граница на експлозия при 900℃ е 25%LEL;
2. Инертен фон, незапалим и неексплозивен при стайна температура, но при висока температура?

Иновация 2 — Проектиране и приложение на квадратна RTO структура с голям въздушен обем

√ Основни икономически показатели