Tratarea COV-urilor în industria chimică a cărbunelui

Ce este gazificarea cărbunelui

Clasificarea proceselor de gazificare a cărbunelui:

• Materii prime: cărbune pulverizat, cărbune zdrobit, suspensie de apă din cărbune;
• Pat de gazificare: pat fluidizat, pat fluidizat, pat fix;
• Patul fix este realizat din cărbune în bucăți (15-50 mm) ca materie primă;
• Patul fluidizat este realizat din cărbune zdrobit (mai puțin de 10 mm) ca materie primă;
• Patul de aer este fabricat din cărbune pulverizat (mai puțin de 0,1 mm) ca materie primă; 

Tabel de analiză a componentelor gazului brut produs prin diferite procese de gazificare

Ce este spălarea cu metanol la temperatură joasă

Procedeu de spălare cu metanol la temperatură joasă: utilizarea metanolului rece ca solvent de absorbție, utilizând solubilitatea ridicată a metanolului în gaze acide la temperaturi scăzute, pentru a îndepărta gazele acide din gazul de alimentare, în principal CO2 și H2S.
Spălarea cu metanol la temperatură joasă este o metodă dezvoltată în comun de Linde și Lurgi la începutul anilor 1950 pentru a elimina gazele acide din gazele de materie primă. În 1954, a fost utilizată pentru prima dată pentru purificarea gazelor în industria de gazificare sub presiune a cărbunelui din Africa de Sud.

• Furnizorii de pachete pentru procesul de spălare cu metanol la temperatură joasă includ Linde, Lurgi, Universitatea de Tehnologie Dalian etc.;
• Există diverse procese de gazificare, care pot fi împărțite în trei categorii: pat fix, pat fluidizat și pat fluidizat;
• Determinarea dacă gazul cu emisii reduse are o valoare de recuperare a căldurii reziduale ia în considerare în principal conținutul de CH4 din gazele de eșapament;
• Concentrația de CH4 depinde de procesul de gazificare, iar procesele de gazificare cu pat fix includ cuptorul Lurgi, cuptorul BGL etc.;

Proprietățile gazelor reziduale

Determinarea volumului de aer pentru suplimentarea cu oxigen

• LM este limita inferioară de explozie a amestecului de gaze, %
• Li este limita inferioară de explozie a componentei i,%
• Vi este fracția volumică a unei anumite componente combustibile față de componenta combustibilă,%

De obicei, proiectate fără a lua în considerare influența gazelor inerte, se calculează limita inferioară de explozie a gazelor de eșapament, iar raportul de diluție a aerului se determină pe baza relației dintre concentrația gazelor de eșapament și LEL-ul 25%. Acest calcul poate asigura siguranța intrinsecă, dar volumul gazelor de eșapament este relativ mare.

Datorită prezenței unei cantități mari de gaz inert CO2 în gazul de eșapament N2 provenit de la spălarea cu metanol la temperatură scăzută, o cantitate mică de componente combustibile,
Conform metodei de calcul pentru un amestec care conține n gaze inflamabile și p gaze inerte, se poate determina că gazele de eșapament amestecate de calitate inferioară, formate din gaze inflamabile și inerte, sunt neinflamabile și neexplozive.

Prin urmare, gazele de eșapament provenite de la spălarea cu metanol la temperatură joasă nu au limite superioare sau inferioare de explozie.
Cantitatea de aer necesar pentru gazele reziduale de spălare cu metanol la temperatură joasă poate fi determinată pe baza conținutului de oxigen al gazelor de ardere după oxidarea completă, care este mai mare de 3%.

Procesul de calcul al combustibilității gazelor de eșapament amestecate în aer 

① Bilanțul de materie

 ② Bilanț termic

Cazuri tipice de inginerie

Analiza situației

Unitatea de metanol a companiei Xinye Energy Chemical, cu o capacitate de 525.000 de tone/an, utilizează tehnologia de gazificare sub presiune a cărbunelui zdrobit. Pe lângă componentele principale CO2 și N2, gazele de eșapament de spălare a metanolului la temperatură joasă conțin și metan, hidrocarburi totale nemetanice, CO, metanol etc. Aceste gaze de eșapament sunt evacuate în prezent prin coșul de fum al cazanului. Conform cerințelor de protecție a mediului, este necesar un tratament de eliminare a COV-urilor. În plus, unitatea de polioximetilenă are, de asemenea, trei gaze de eșapament care trebuie tratate.

Ruta procesului

Pe baza caracteristicilor componentelor combustibile din gazele de eșapament, inginerii noștri au decis să adopte metoda tehnologiei de tratare „purificare RTO + cazan de căldură reziduală cu abur de presiune medie pentru recuperarea căldurii”; Conform algoritmului unic al companiei noastre „Le Chater&Inert Gas Corection Theory” (Le Chater și teoria corecției gazelor inerte), am decis să selectăm un RTO cu supapă rotativă cu un volum de aer de 270.000, cu un conținut de oxigen de 5% în gazele de eșapament după incinerare; Simultan, să selectăm un cazan de abur de 5,1MPa/46T cu un coș de fum de 120 de metri pentru a reduce impactul emisiilor de gaze de eșapament asupra mediului din fabrică;

Dispozitivul principal adoptă o singură valvă rotativă RTO cu un volum de aer de 270.000, cu configurație pătrată, echipată cu 3 valve rotative de distribuție a aerului și 36 de camere de stocare a căldurii.

• Tratament complet:
  Echipat cu un RTO rotativ cu un volum de aer de 270.000, gaz de coadă din polioximetilen amestecat cu aer pentru suplimentarea oxigenului
  Utilizarea căldurii reziduale: 46t/h, abur saturat de 5,1MPa
  
• Standarde de protecție a mediului:
  emisii totale de hidrocarburi nemetanice <50 mg/m³, reducere anuală a emisiilor de carbon de aproximativ 860.000 de tone;
  
• Perioada de rambursare: 3 ani

Analiza siguranței

1. Informare complexă privind controlul/lanțul
2. Analiza HAZOP
3. Clasificare SIL

Inovația 1 — Descoperire semnificativă a limitei inferioare de explozie în condiții inerte

Luați în considerare efectul gazului inert asupra limitei inferioare de explozie

Considerând doar alimentarea cu oxigen, alimentarea cu aer este de 100.000, iar volumul total de aer este de 220.000.

1. Aer de fond, limita inferioară de explozie la 900℃ este 25%LEL;
2. Fundal inert, neinflamabil și neexploziv la temperatura camerei, dar la temperatură ridicată?

Inovația 2 — Proiectarea și aplicarea structurii pătrate RTO cu volum mare de aer

√ Principalii indicatori economici