石炭ガス化とは

石炭ガス化プロセスの分類：

• 原料：微粉炭、破砕炭、石炭水スラリー
• ガス化床：流動床、流動層、固定床。
• 固定床は塊炭（15～50mm）を原料として作られています。
• 流動床は粉砕された石炭（10mm以下）を原料として作られています。
• 気流床は粉砕された石炭（0.1mm以下）を原料として作られています。

異なるガス化プロセスによって生成される原油ガス成分の調査表

低温メタノール洗浄とは

低温メタノール洗浄プロセス：低温メタノールを吸収溶媒として使用し、低温での酸性ガスに対するメタノールの高い溶解度を利用して、供給ガスから酸性ガス（主に CO2 と H2S）を除去します。
低温メタノール洗浄法は、1950年代初頭にリンデ社とルルギ社が共同で開発した、原料ガスから酸性ガスを除去する方法です。1954年には、南アフリカの石炭加圧ガス化産業におけるガス精製に初めて採用されました。

• 低温メタノール洗浄プロセスパッケージプロバイダーには、Linde、Lurgi、大連理工大学などがあります。
• ガス化プロセスにはさまざまなものがあり、固定床、流動床、流動層の 3 つのカテゴリに分類できます。
• 低排出ガスが残留熱回収価値を有するかどうかの判断は、主に排気ガス中のCH4含有量を考慮します。
• CH4の濃度はガス化プロセスに依存し、固定床ガス化プロセスにはルルギ炉、BGL炉などがあります。

廃ガスの特性

酸素補給空気量の決定

• LMは混合ガスの爆発下限値である。%
• Liは成分i,%の爆発下限値である。
• Viは、特定の可燃性成分の可燃性成分に対する体積分率である。%

通常、不活性ガスの影響を考慮せずに設計され、排気ガスの爆発下限界を計算し、排気ガス濃度と25% LELの関係に基づいて空気希釈率を決定します。この計算により本質安全は確保できますが、排気ガス量は比較的大きくなります。

低温メタノール洗浄排ガスN2には多量の不活性ガスCO2が存在するため、少量の可燃性成分、
n 種類の可燃性ガスと p 種類の不活性ガスの混合物の計算方法によれば、可燃性ガスと不活性ガスの低品位混合排気ガスは非可燃性かつ非爆発性であると判定できます。

したがって、低温メタノール洗浄からの排気ガスには爆発の上限も下限もありません。
低温メタノール洗浄廃ガスへの空気補充量は、完全酸化後の排ガスの酸素含有量が3%より大きいことを基準に決定できます。

空気中の混合排気ガスの燃焼性の計算プロセス

① 物質収支

②熱バランス

典型的なエンジニアリング事例

状況分析

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.

処理ルート

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;

主装置は、単一の27万風量ロータリーバルブRTO、正方形レイアウトを採用し、3つのロータリー空気分配バルブと36の蓄熱室を備えています。

• 包括的な治療：
  270,000空気量回転式RTOを装備し、酸素補給のためにポリオキシメチレンテールガスを空気と混合
  廃熱利用：46t/h、5.1MPa飽和蒸気
  
• 環境保護基準：
  非メタン系炭化水素の総排出量が50mg/m³未満、年間の炭素排出量が約86万トン削減される。
  
• 回収期間: 3年

安全性分析

1. 複雑な制御/チェーンブリーフィング
2. HAZOP分析
3. SIL評価

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

不活性ガスが爆発下限に与える影響を考慮する

酸素供給のみを考慮すると、空気供給は100,000、総空気量は220,000となる。

1. 空気中、900℃での爆発下限値は25%LELです。
2. 背景は不活性で、室温では不燃性、非爆発性ですが、高温では?

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

√ 主要経済指標