การบำบัดก๊าซเสีย VOCs ในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน

การเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซคืออะไร

การจำแนกประเภทของกระบวนการก๊าซถ่านหิน:

• วัตถุดิบ: ถ่านหินบด, ถ่านหินบด, สารละลายถ่านหิน
• เตียงก๊าซซิฟิเคชั่น: เตียงฟลูอิไดซ์, เตียงฟลูอิไดซ์, เตียงคงที่;
• เตียงคงที่ทำจากถ่านหินก้อน (15-50 มม.) เป็นวัตถุดิบ
• ฟลูอิไดซ์เบดทำจากถ่านหินบด (ขนาดเล็กกว่า 10 มม.) เป็นวัตถุดิบ
• เตียงลมผลิตจากถ่านหินบด (ขนาดเล็กกว่า 0.1 มม.) เป็นวัตถุดิบ 

ตารางสำรวจส่วนประกอบก๊าซดิบที่ผลิตโดยกระบวนการก๊าซซิฟิเคชันที่แตกต่างกัน

การล้างเมทานอลอุณหภูมิต่ำคืออะไร

กระบวนการล้างด้วยเมทานอลอุณหภูมิต่ำ: ใช้เมทานอลเย็นเป็นตัวทำละลายในการดูดซับ โดยใช้เมทานอลที่มีความสามารถในการละลายสูงในก๊าซกรดที่อุณหภูมิต่ำ เพื่อกำจัดก๊าซกรดออกจากก๊าซป้อน โดยเฉพาะ CO2 และ H2S
การล้างด้วยเมทานอลอุณหภูมิต่ำเป็นวิธีการที่ลินเดและลูร์กีร่วมกันพัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1950 เพื่อกำจัดก๊าซที่เป็นกรดออกจากก๊าซวัตถุดิบ ในปี 1954 ได้มีการนำมาใช้ครั้งแรกสำหรับการทำให้บริสุทธิ์ก๊าซในอุตสาหกรรมก๊าซซิฟิเคชันถ่านหินแบบใช้แรงดันในแอฟริกาใต้

• ผู้ให้บริการแพ็คเกจกระบวนการซักเมทานอลอุณหภูมิต่ำ ได้แก่ Linde, Lurgi, Dalian University of Technology เป็นต้น
• มีกระบวนการก๊าซซิฟิเคชันหลายแบบซึ่งสามารถแบ่งออกได้เป็นสามประเภท ได้แก่ เตียงคงที่ เตียงฟลูอิไดซ์ และเตียงฟลูอิไดซ์
• การพิจารณาว่าก๊าซที่มีการปล่อยมลพิษต่ำนั้นมีค่าการกู้คืนความร้อนคงเหลือหรือไม่นั้น ส่วนใหญ่จะพิจารณาจากปริมาณ CH4 ในก๊าซไอเสียเป็นหลัก
• ความเข้มข้นของ CH4 ขึ้นอยู่กับกระบวนการก๊าซซิฟิเคชัน และกระบวนการก๊าซซิฟิเคชันแบบเตียงคงที่ ได้แก่ เตา Lurgi เตา BGL เป็นต้น

คุณสมบัติของก๊าซเสีย

การกำหนดปริมาตรอากาศเสริมออกซิเจน

• LM คือค่าขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุดของก๊าซผสม %
• Li คือขีดจำกัดการระเบิดล่างของส่วนประกอบ i,%
• Vi คือเศษส่วนปริมาตรของส่วนประกอบที่ติดไฟได้บางชนิดต่อส่วนประกอบที่ติดไฟได้ %

โดยปกติแล้วการออกแบบจะคำนึงถึงอิทธิพลของก๊าซเฉื่อย โดยจะคำนวณขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุดของก๊าซไอเสีย และอัตราส่วนการเจือจางอากาศจะพิจารณาจากความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของก๊าซไอเสียและค่า LEL ของ 25% การคำนวณนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยภายใน แต่ปริมาณก๊าซไอเสียค่อนข้างมาก

เนื่องจากมีก๊าซเฉื่อย CO2 จำนวนมากในก๊าซไอเสีย N2 ของเมทานอลที่อุณหภูมิต่ำที่ซักล้าง จึงมีส่วนประกอบที่ติดไฟได้จำนวนเล็กน้อย
ตามวิธีการคำนวณสำหรับส่วนผสมที่ประกอบด้วยก๊าซไวไฟและก๊าซเฉื่อย n ชนิด สามารถกำหนดได้ว่าก๊าซไอเสียผสมเกรดต่ำของก๊าซไวไฟและก๊าซเฉื่อยนั้นไม่ติดไฟและไม่ระเบิดได้

ดังนั้นก๊าซไอเสียจากการซักด้วยเมทานอลที่อุณหภูมิต่ำจึงไม่มีขีดจำกัดการระเบิดบนหรือล่าง
ปริมาณการเติมอากาศสำหรับก๊าซเสียจากการซักด้วยเมทานอลที่อุณหภูมิต่ำสามารถกำหนดได้โดยอาศัยปริมาณออกซิเจนในก๊าซไอเสียหลังจากออกซิเดชันสมบูรณ์ที่มากกว่า 3%

กระบวนการคำนวณความสามารถในการเผาไหม้ของก๊าซไอเสียผสมในอากาศ 

① ความสมดุลของวัสดุ

 ② สมดุลความร้อน

กรณีวิศวกรรมทั่วไป

การวิเคราะห์สถานการณ์

หน่วยผลิตเมทานอลขนาด 525,000 ตันต่อปีของ Xinye Energy Chemical ใช้เทคโนโลยีก๊าซซิฟิเคชันแบบอัดแรงดันจากถ่านหินบด นอกจากส่วนประกอบหลัก CO2 และ N2 แล้ว ก๊าซไอเสียจากเมทานอลที่อุณหภูมิต่ำที่ชะล้างยังประกอบด้วยมีเทน ไฮโดรคาร์บอนรวมที่ไม่ใช่มีเทน CO เมทานอล และอื่นๆ ก๊าซไอเสียเหล่านี้ถูกปล่อยออกทางปล่องหม้อไอน้ำ ตามข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม จำเป็นต้องมีการบำบัดกำจัดสารอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) นอกจากนี้ หน่วยผลิตโพลีออกซีเมทิลีนยังมีก๊าซไอเสียอีกสามชนิดที่ต้องได้รับการบำบัด

เส้นทางกระบวนการ

วิศวกรของเราได้ตัดสินใจเลือกใช้เทคโนโลยีการบำบัดแบบ “การฟอก RTO + หม้อไอน้ำเสียความร้อนแรงดันปานกลางเพื่อการกู้คืนความร้อน” โดยอิงจากคุณลักษณะเฉพาะของ “อัลกอริทึมการกระจายอากาศเพื่อความปลอดภัยของทฤษฎีการแก้ไขก๊าซเฉื่อยและ Le Chater” ของบริษัทเรา เราได้ตัดสินใจเลือกวาล์วหมุน RTO ปริมาตรอากาศ 270,000 โดยมีปริมาณออกซิเจน 5% ในก๊าซไอเสียหลังการเผาไหม้ พร้อมกันนั้นยังเลือกหม้อไอน้ำ 5.1MPa/46T ที่มีการออกแบบปล่องไฟปลายท่อยาว 120 เมตร เพื่อลดผลกระทบของการปล่อยไอเสียต่อสภาพแวดล้อมของโรงงาน

อุปกรณ์หลักใช้วาล์วโรตารี RTO ขนาด 270,000 ปริมาตรอากาศเพียงตัวเดียว โครงสร้างสี่เหลี่ยม พร้อมวาล์วกระจายอากาศโรตารี 3 ตัว และห้องเก็บความร้อน 36 ห้อง

• การรักษาแบบองค์รวม:
  ติดตั้งด้วย RTO แบบหมุนปริมาตรอากาศ 270,000 ก๊าซท้ายโพลีออกซีเมทิลีนผสมกับอากาศเพื่อเสริมออกซิเจน
  การใช้ความร้อนเหลือทิ้ง: 46 ตัน/ชม. ไออิ่มตัว 5.1MPa
  
• มาตรฐานการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม:
  การปล่อยไฮโดรคาร์บอนรวมที่ไม่ใช่มีเทน <50 มก./ม.³ ลดการปล่อยคาร์บอนต่อปีประมาณ 860,000 ตัน
  
• ระยะเวลาคืนทุน: 3 ปี

การวิเคราะห์ความปลอดภัย

1. การบรรยายสรุปการควบคุมที่ซับซ้อน/ห่วงโซ่
2. การวิเคราะห์ HAZOP
3. ระดับ SIL

นวัตกรรม 1— ความก้าวหน้าในขีดจำกัดการระเบิดที่ต่ำกว่าภายใต้สภาวะเฉื่อย

พิจารณาผลกระทบของก๊าซเฉื่อยต่อขีดจำกัดการระเบิดที่ต่ำกว่า

หากพิจารณาเฉพาะปริมาณออกซิเจน ปริมาณอากาศที่จ่ายได้คือ 100,000 และปริมาตรอากาศรวมคือ 220,000

1. พื้นหลังอากาศ ขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุดที่ 900℃ คือ 25%LEL
2. พื้นหลังเฉื่อย ไม่ติดไฟและไม่ระเบิดได้ที่อุณหภูมิห้อง แต่ที่อุณหภูมิสูง?

นวัตกรรม 2— การออกแบบและการใช้โครงสร้าง RTO สี่เหลี่ยมที่มีปริมาณอากาศขนาดใหญ่

√ ตัวชี้วัดเศรษฐกิจหลัก