Пречистване на отпадъчни газове от ЛОС във въгледобивната химическа промишленост

Пречистване на отпадъчни газове от ЛОС във въгледобивната химическа промишленост

Открийте усъвършенствани RTO (регенеративен термичен окислител) системи за ефективно третиране на отпадъчни газове от летливи органични съединения (ЛОС) във въгледобивната химическа промишленост. Нашите решения намаляват емисиите, отговарят на екологичните разпоредби и повишават оперативната ефективност. Научете как нашата RTO технология може да помогне на вашия бизнес да постигне устойчив растеж.

Кликнете тук

Какво е газификация на въглища

Газификацията на въглища е основната технология на съвременната въглехимическа промишленост.

Газификация на въглища: отнася се до непълна реакция между различни видове въглища (кокс) и газифициращи агенти, пренасящи кислород (H2O, O2, CO2) в газификатор. При висока температура и определено налягане в крайна сметка се получава суров въглищен газ, съставен от H2, CH4, CO, CO2, N2, следи от H2S, COS и др.

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

Характеристики на отработените газове от нискотемпературно промиване с метанол:

  1. Отработените газове са основно наситени с водна пара
  2. Високо съдържание на инертни компоненти CO2 и N2
  3. Отработените газове по принцип не съдържат кислород

Определяне на обема на въздуха, добавен към кислород

Поради факта, че отработените газове почти не съдържат кислород, е необходимо да се допълни отработеният газ с въздух, за да се задоволи нуждата от кислород за пълното му окисление.
Принцип за определяне на количеството допълнителен въздух:

1) Съображения за безопасност: анализ на опасността от експлозия

Съгласно Техническата спецификация за третиране на промишлени органични отпадъчни газове чрез метод на термично съхранение и горене, концентрацията на органични вещества, постъпващи в устройството RTO, трябва да бъде под 25% от долната граница на експлозивност. Изчислете долната граница на експлозивност на сложни горими газови смеси, като използвате формулата на Le Chatlier, и след това сравнете концентрацията на горими компоненти в отработените газове с размера на 25% LEL, за да определите безопасността на концентрацията на горими компоненти в отработените газове.

2) Съображения за скоростта на пречистване: „3T1O“

  • 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

Смесените отработени газове са предназначени за добавяне на кислород въз основа на материалния баланс, със съдържание на кислород от около 5%.

Сравнение между концентрацията на горими компоненти в отработените газове след добавяне на кислород и долната граница на експлозивност на отработените газове (с изключение на инертните газове)

 

Обработка на общ обем въздух

1) Нисък обем на отработените газове
2) Обем на въздуха за добавяне на кислород

① Материален баланс

② Топлинен баланс

Типични инженерни случаи

Анализ на ситуацията

Xinye Energy Chemical’s 525,000 tons/year methanol unit uses crushed coal pressurized gasification technology. In addition to the main components CO2 and N2, the low-temperature methanol washing exhaust gas also contains methane, non-methane total hydrocarbons, CO, methanol, etc. This exhaust gas is currently discharged through the boiler chimney. According to environmental protection requirements, VOCs removal treatment is required. In addition, the polyoxymethylene unit also has three exhaust gases that need to be treated.

Маршрут на процеса

Based on the characteristics of combustible components in exhaust gas, our engineers have decided to adopt the treatment technology route of “RTO purification+medium pressure steam waste heat boiler for heat recovery”; According to our company’s unique “Le Chater&Inert Gas Correction Theory Safety Air Distribution Algorithm”, we have decided to select a 270000 air volume rotary valve RTO, with an oxygen content of 5% in the exhaust gas after incineration; Simultaneously select a 5.1MPa/46T steam boiler with a 120 meter end chimney design to reduce the impact of exhaust emissions on the factory environment;

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

 

Innovation 1— Breakthrough in the lower explosion limit under inert conditions

125 000 преди разпределението на въздуха

Изчисляване на границите на експлозивност на горимата част от сместа
Формула на Ричард Шатели: Lf=100/(V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln)
Граница на експлозия на смесен газ Lf, % 4.26
25%LEL 1.065
Обща концентрация на горими компоненти 2.777

Конвенционално разпределение на въздуха: Концентрацията на горими компоненти е намалена до <1,065, което означава, че разпределението на въздуха трябва да бъде 2,6 пъти, а общият обем на въздуха достига 330 000.

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?

Innovation 2— Design and application of square RTO structure with large air volume

 

Параметри на производителност Ротационен вентил RTO Повдигащ клапан RTO
Обем на въздуха 300 000 Nm³/h 300 000 Nm³/h
Структура на насочен клапан Ротационен клапан Повдигащ клапан
Брой реверсивни клапани 3 27
Честота на удара при превключване на реверсивния клапан Непрекъсната работа без удар 6,48 милиона пъти годишно
Брой легла за съхранение на топлина 36 9
Обем на въздуха на камера 20000 Nm³/h 75000 Nm³/h
Площ на напречното сечение на единична камера за съхранение на топлина 3㎡ 14㎡
Тегло на пълнежа на еднокамерна керамика за съхранение на топлина 3300 кг 15600 кг
Брой горелки (бройки) 3 5
Заетост (дължина*ширина) 26 м × 8 м 48 м × 5 м

√ Основни технически показатели за опазване на околната среда

Име на параметъра Данни
Нискометанови отработени газове/10 000 м³/ч 10.8-12.5
Добавка кислород във въздух/10 000 м³/ч 10.5-11.5
Съдържание на кислород в нискотемпературните димни газове% 5
Температура на пещта℃ 960-990
Азотни оксиди в отработените газове mg/m³ 4.5-10
Общо неметанови въглеводороди в отработените газове mg/m³ 40-60

√ Основни икономически показатели

Име на параметъра Данни
Инсталирана мощност за разпределение на енергия 1200 kW/ч
Разходи за електроенергия 4,8 милиона юана/годишно
Парна мощност на котела за отпадни газове 45 т/ч
Параметри на парата 4,9 MPa, 420℃
Цена в Steam 120 юана/т
Преки икономически ползи 43,2 милиона юана/годишно
Намаляване на потреблението на сурови въглища 50 000 тона/годишно
Намаляване на въглеродните емисии 860 000 тона/година