Traitement des gaz résiduaires des COV dans l'industrie chimique du charbon

Qu'est-ce que la gazéification du charbon

Classification des procédés de gazéification du charbon :

• Matières premières : charbon pulvérisé, charbon concassé, boue d'eau de charbon ;
• Lit de gazéification : lit fluidisé, lit fluidisé, lit fixe ;
• Le lit fixe est constitué de charbon en morceaux (15-50 mm) comme matière première ;
• Le lit fluidisé est constitué de charbon concassé (moins de 10 mm) comme matière première ;
• Le lit à flux d'air est fabriqué à partir de charbon pulvérisé (moins de 0,1 mm) comme matière première ; 

Tableau d'enquête sur les composants du gaz brut produits par différents procédés de gazéification

Qu'est-ce que le lavage au méthanol à basse température

Procédé de lavage au méthanol à basse température : utilisation de méthanol froid comme solvant d'absorption, utilisation de la solubilité élevée du méthanol dans les gaz acides à basse température, pour éliminer les gaz acides du gaz d'alimentation, principalement le CO2 et le H2S.
Le lavage au méthanol à basse température est une méthode développée conjointement par Linde et Lurgi au début des années 1950 pour éliminer les gaz acides des gaz de matières premières. En 1954, elle a été utilisée pour la première fois pour la purification des gaz dans l'industrie de la gazéification sous pression du charbon en Afrique du Sud.

• Les fournisseurs de packages de processus de lavage au méthanol à basse température comprennent Linde, Lurgi, l'Université de technologie de Dalian, etc.
• Il existe différents procédés de gazéification, qui peuvent être divisés en trois catégories : lit fixe, lit fluidisé et lit fluidisé ;
• La détermination de la valeur de récupération de chaleur résiduelle du gaz à faibles émissions prend principalement en compte la teneur en CH4 des gaz d’échappement ;
• La concentration de CH4 dépend du processus de gazéification, et les processus de gazéification à lit fixe comprennent le four Lurgi, le four BGL, etc.

Propriétés des gaz résiduaires

Détermination du volume d'air de supplémentation en oxygène

• LM est la limite inférieure d'explosivité du gaz mixte,%
• Li est la limite inférieure d'explosivité du composant i,%
• Vi est la fraction volumique d'un certain composant combustible par rapport au composant combustible,%

Généralement conçu sans tenir compte de l'influence des gaz inertes, la limite inférieure d'explosivité des gaz d'échappement est calculée et le taux de dilution de l'air est déterminé en fonction de la relation entre la concentration des gaz d'échappement et la LIE 25%. Ce calcul permet de garantir la sécurité intrinsèque, mais le volume de gaz d'échappement est relativement important.

En raison de la présence d'une grande quantité de gaz inerte CO2 dans les gaz d'échappement de lavage au méthanol à basse température N2, une petite quantité de composants combustibles,
Selon la méthode de calcul pour un mélange contenant n gaz inflammables et p gaz inertes, il peut être déterminé que le gaz d'échappement mixte de faible qualité de gaz inflammables et inertes est ininflammable et non explosif.

Par conséquent, les gaz d’échappement provenant du lavage au méthanol à basse température n’ont pas de limites explosives supérieures ou inférieures.
La quantité de réapprovisionnement en air pour les gaz résiduaires de lavage au méthanol à basse température peut être déterminée en fonction de la teneur en oxygène des gaz de combustion après oxydation complète supérieure à 3%.

Processus de calcul de la combustibilité des gaz d'échappement mixtes dans l'air 

1 Bilan matière

 2 Bilan thermique

Cas d'ingénierie typiques

Analyse de la situation

L'unité de production de méthanol de Xinye Energy Chemical, d'une capacité de 525 000 tonnes/an, utilise la technologie de gazéification sous pression du charbon broyé. Outre les principaux composants CO₂ et N₂, les gaz d'échappement issus du lavage du méthanol à basse température contiennent également du méthane, des hydrocarbures totaux non méthaniques, du CO₂ et du méthanol. Ces gaz d'échappement sont actuellement évacués par la cheminée de la chaudière. Conformément aux exigences environnementales, un traitement d'élimination des COV est requis. De plus, l'unité de polyoxyméthylène produit également trois gaz d'échappement à traiter.

Itinéraire du processus

Français Sur la base des caractéristiques des composants combustibles dans les gaz d'échappement, nos ingénieurs ont décidé d'adopter la voie technologique de traitement de « purification RTO + chaudière à vapeur moyenne pression pour la récupération de chaleur » ; Selon l'algorithme unique de distribution d'air de sécurité Le Chater & Inert Gas Correction Theory de notre société, nous avons décidé de sélectionner une vanne rotative RTO de 270 000 volumes d'air, avec une teneur en oxygène de 5% dans les gaz d'échappement après incinération ; Sélectionnez simultanément une chaudière à vapeur de 5,1 MPa/46T avec une conception de cheminée d'extrémité de 120 mètres pour réduire l'impact des émissions de gaz d'échappement sur l'environnement de l'usine ;

L'appareil principal adopte une seule vanne rotative RTO de 270 000 volumes d'air, de disposition carrée, équipée de 3 vannes de distribution d'air rotatives et de 36 chambres de stockage de chaleur

• Traitement complet :
  Équipé d'un RTO rotatif de 270 000 volumes d'air, d'un gaz de queue de polyoxyméthylène mélangé à de l'air pour un supplément d'oxygène
  Utilisation de la chaleur perdue : 46 t/h, vapeur saturée 5,1 MPa
  
• Normes de protection de l'environnement :
  émissions totales d’hydrocarbures non méthaniques < 50 mg/m³, réduction annuelle des émissions de carbone d’environ 860 000 tonnes ;
  
• Période de récupération : 3 ans

Analyse de sécurité

1. Briefing sur le contrôle complexe/la chaîne
2. Analyse HAZOP
3. Cote SIL

Innovation 1 — Percée dans la limite inférieure d'explosion dans des conditions inertes

Considérez l’effet du gaz inerte sur la limite inférieure d’explosion

En considérant uniquement l'apport d'oxygène, l'apport d'air est de 100 000 et le volume d'air total est de 220 000

1. Contexte aérien, la limite inférieure d'explosion à 900℃ est 25%LEL ;
2. Fond inerte, non inflammable et non explosif à température ambiante, mais à haute température ?

Innovation 2 — Conception et application d'une structure RTO carrée à grand volume d'air

√ Principaux indicateurs économiques