석탄 화학 산업에서 효율적인 VOC(휘발성 유기 화합물) 폐가스 처리를 위한 첨단 RTO(축열 산화장치) 시스템을 살펴보세요. 당사의 솔루션은 배출량을 줄이고 환경 규정을 준수하며 운영 효율성을 향상시킵니다. 당사의 RTO 기술이 귀사의 지속 가능한 성장을 어떻게 도울 수 있는지 알아보세요.
석탄가스화는 현대 석탄화학산업의 핵심기술이다.
석탄 가스화: 가스화기에서 다양한 종류의 석탄(코크스)과 산소를 운반하는 가스화제(H₂O, O₂, CO₂) 간의 불완전한 반응을 말합니다. 고온 및 일정 압력 하에서 최종적으로 H₂, CH₄, CO, CO₂, N₂, 그리고 미량의 H₂S, COS 등으로 구성된 조탄가스를 생성합니다.
석탄가스화 공정 분류:
저온 메탄올 세척 공정: 흡수 용매로 차가운 메탄올을 사용하고, 낮은 온도에서 산성 가스에 대한 메탄올의 높은 용해도를 활용하여 공급 가스에서 주로 CO2와 H2S인 산성 가스를 제거합니다.
저온 메탄올 세척은 1950년대 초 린데와 루르기가 원료 가스에서 산성 가스를 제거하기 위해 공동 개발한 방법입니다. 1954년 남아프리카 공화국의 석탄 가압 가스화 산업에서 가스 정제에 처음 사용되었습니다.
저온메탄올 세척 배기가스의 특성:
배기가스에는 산소가 거의 포함되어 있지 않기 때문에 배기가스의 완전 산화에 필요한 산소 요구량을 충족시키기 위해 배기가스에 공기를 보충할 필요가 있습니다.
보충 공기량을 결정하는 원리:
1) 안전 고려 사항: 폭발 위험 분석
열 저장 연소법에 의한 산업 유기성 폐가스 처리 기술 규격에 따르면, RTO 장치로 유입되는 유기물 농도는 폭발하한계 25% 미만이어야 합니다. 르샤틀리에 공식을 사용하여 복합 가연성 가스 혼합물의 폭발하한계를 계산한 후, 배기가스 내 가연성 성분 농도를 25% LEL의 크기와 비교하여 배기가스 내 가연성 성분 농도의 안전성을 판단합니다.
2) 정화율 고려사항: “3T1O”
일반적으로 불활성 가스의 영향을 고려하지 않고 설계되며, 배기가스 폭발 하한계가 계산되고, 배기가스 농도와 25% LEL의 관계를 기반으로 공기 희석비가 결정됩니다. 이러한 계산은 본질적인 안전을 보장할 수 있지만, 배기가스량이 상대적으로 크다는 단점이 있습니다.
저온메탄올 세척배기가스 N2에는 다량의 불활성가스 CO2가 존재하므로, 소량의 가연성성분이 포함되어 있습니다.
n개의 가연성 가스와 p개의 불활성 가스를 포함하는 혼합물에 대한 계산 방법에 따르면, 가연성 가스와 불활성 가스의 저급 혼합 배기가스는 불연성이며 폭발성이 없음을 알 수 있다.
따라서 저온 메탄올 세척에서 발생하는 배기가스에는 상한이나 하한 폭발 한계가 없습니다.
저온 메탄올 세척 폐가스에 대한 공기 보충량은 완전 산화 후 배기가스 중 산소 함량이 3%보다 높은 경우를 기준으로 결정할 수 있습니다.
혼합 배기가스는 배기가스 내 산소 함량이 약 5%인 물질수지에 따른 산소 보충을 위해 설계되었습니다.
산소 보충 후 배기가스 중 가연성 성분 농도와 배기가스(불활성가스 제외)의 하한 폭발한계 비교
1) 배기가스량이 낮음
2) 산소 보충 공기량
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.
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;
주요 장치는 3개의 회전 공기 분배 밸브와 36개의 열 저장 챔버를 갖춘 정사각형 레이아웃의 단일 270,000 공기량 회전 밸브 RTO를 채택합니다.
| 혼합물의 가연성 부분의 폭발 한계 계산 | |
| Richard Chateli 공식: Lf=100/（V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln） | |
| 혼합가스 폭발한계 Lf, % | 4.26 |
| 25%LEL | 1.065 |
| 가연성 성분의 총 농도 | 2.777 |
기존의 공기 분배: 가연성 성분의 농도가 <1.065로 낮아지므로 공기 분배가 2.6배 필요하고 총 공기량은 330,000에 도달합니다.
산소 공급량만 고려하면 공기 공급량은 100,000이고 총 공기량은 220,000입니다.
1. 공기 배경, 900℃에서의 폭발 하한은 25%LEL입니다.
2. 불활성 배경, 실온에서는 인화성 및 폭발성이 없지만 고온에서는 그렇지 않은가?
| 성능 매개변수 | 로터리 밸브 RTO | 리프트 밸브 RTO |
| 공기량 | 300,000 Nm³/h | 300,000 Nm³/h |
| 방향 밸브 구조 | 로터리 밸브 | 리프트 밸브 |
| 역전밸브의 개수 | 3 | 27 |
| 역밸브 스위칭 충격의 빈도 | 충격 없는 연속 작동 | 648만회/년 |
| 열 저장 침대 수 | 36 | 9 |
| 챔버당 공기량 | 20000 Nm³/h | 75000 Nm³/h |
| 단일 열 저장실의 단면적 | 3㎡ | 14㎡ |
| 단일 챔버 열 저장 세라믹의 충전 중량 | 3300kg | 15600kg |
| 버너 개수(개) | 3 | 5 |
| 점유율(길이*너비) | 26m×8m | 48m×5m |
√ 주요 환경보호 기술지표
| 매개변수 이름 | 데이터 |
| 저메탄 배기가스/10,000m³/h | 10.8-12.5 |
| 산소 보충 공기/10,000 m³/h | 10.5-11.5 |
| 저온연도가스 산소함량% | 5 |
| 로 온도℃ | 960-990 |
| 배기 질소산화물 mg/m³ | 4.5-10 |
| 배기 비메탄 총 탄화수소 mg/m³ | 40-60 |
√ 주요 경제지표
| 매개변수 이름 | 데이터 |
| 설치된 전력 분배 전력 | 1200KW/시 |
| 전기 비용 | 480만 위안/년 |
| 폐열 보일러 증기 출력 | 45톤/시간 |
| 증기 매개변수 | 4.9MPa, 420℃ |
| 스팀 가격 | 120위안/톤 |
| 직접적인 경제적 이익 | 4320만 위안/년 |
| 원탄 소비 감소 | 연간 5만톤 |
| 탄소 배출 감소 | 연간 86만톤 |