การบำบัดก๊าซเสีย VOCs ในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน

การบำบัดก๊าซเสีย VOCs ในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน

ค้นพบระบบ RTO (Regenerative Thermal Oxidizer) ขั้นสูงสำหรับการบำบัดก๊าซเสีย VOCs อย่างมีประสิทธิภาพในอุตสาหกรรมเคมีถ่านหิน โซลูชันของเราช่วยลดการปล่อยมลพิษ ปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อม และเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงาน เรียนรู้ว่าเทคโนโลยี RTO ของเราจะช่วยให้ธุรกิจของคุณเติบโตอย่างยั่งยืนได้อย่างไร

คลิกที่นี่

การเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซคืออะไร

การเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซถือเป็นเทคโนโลยีหลักของอุตสาหกรรมเคมีถ่านหินสมัยใหม่

การเปลี่ยนถ่านหินเป็นก๊าซ: หมายถึงปฏิกิริยาที่ไม่สมบูรณ์ระหว่างถ่านหินหลายประเภท (โค้ก) กับสารเปลี่ยนก๊าซออกซิเจน (H2O, O2, CO2) ในเตาผลิตก๊าซ ภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันที่กำหนด ก๊าซจะผลิตก๊าซถ่านหินดิบซึ่งประกอบด้วย H2, CH4, CO, CO2, N2, H2S, COS ในปริมาณเล็กน้อย ฯลฯ

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

ลักษณะเฉพาะของก๊าซไอเสียล้างด้วยเมทานอลที่อุณหภูมิต่ำ:

  1. ก๊าซไอเสียนั้นอิ่มตัวด้วยไอน้ำเป็นหลัก
  2. มีส่วนประกอบเฉื่อย CO2 และ N2 ในปริมาณสูง
  3. ก๊าซไอเสียโดยพื้นฐานแล้วไม่มีออกซิเจน

การกำหนดปริมาตรอากาศเสริมออกซิเจน

เนื่องจากก๊าซไอเสียแทบไม่มีออกซิเจน จึงจำเป็นต้องเสริมก๊าซไอเสียด้วยอากาศเพื่อให้มีออกซิเจนเพียงพอต่อความต้องการในการออกซิไดซ์ก๊าซไอเสียให้สมบูรณ์
หลักการพิจารณาปริมาณอากาศเสริม :

1) ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย: การวิเคราะห์อันตรายจากการระเบิด

ตามข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการบำบัดก๊าซเสียอินทรีย์อุตสาหกรรมด้วยวิธีการเผาไหม้แบบกักเก็บความร้อน ความเข้มข้นของสารอินทรีย์ที่เข้าสู่อุปกรณ์ RTO ควรต่ำกว่า 25% ของขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุด คำนวณขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุดของส่วนผสมก๊าซติดไฟที่ซับซ้อนโดยใช้สูตร Le Chatlier จากนั้นเปรียบเทียบความเข้มข้นของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ในก๊าซไอเสียกับค่า LEL 25% เพื่อประเมินความปลอดภัยของความเข้มข้นของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ในก๊าซไอเสีย

2) การพิจารณาอัตราการทำให้บริสุทธิ์: “3T1O”

  • 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

ก๊าซไอเสียแบบผสมได้รับการออกแบบมาสำหรับการเสริมออกซิเจนโดยอาศัยความสมดุลของวัสดุ โดยมีปริมาณออกซิเจนประมาณ 5% ในก๊าซไอเสีย

การเปรียบเทียบระหว่างความเข้มข้นของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ในก๊าซไอเสียหลังการเสริมออกซิเจนกับขีดจำกัดการระเบิดต่ำสุดของก๊าซไอเสีย (ไม่รวมก๊าซเฉื่อย)

 

การประมวลผลปริมาณอากาศทั้งหมด

1) ปริมาณไอเสียต่ำ
2) ปริมาณอากาศเสริมออกซิเจน

① ความสมดุลของวัสดุ

② สมดุลความร้อน

กรณีวิศวกรรมทั่วไป

การวิเคราะห์สถานการณ์

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.

เส้นทางกระบวนการ

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;

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

 

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

125,000 ก่อนจ่ายทางอากาศ

การคำนวณขีดจำกัดการระเบิดของส่วนที่ติดไฟได้ของส่วนผสม
สูตรของ Richard Chateli: Lf=100/(V1/L1+V2/L2+……+Vn/Ln)
ขีดจำกัดการระเบิดของก๊าซผสม Lf, % 4.26
25%LEL 1.065
ความเข้มข้นรวมของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ 2.777

การกระจายอากาศแบบเดิม: ความเข้มข้นของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ลดลงเหลือ <1.065 ซึ่งหมายความว่าการกระจายอากาศจะต้องเป็น 2.6 เท่า และปริมาตรอากาศรวมถึง 330,000

พิจารณาผลกระทบของก๊าซเฉื่อยต่อขีดจำกัดการระเบิดที่ต่ำกว่า

หากพิจารณาเฉพาะปริมาณออกซิเจน ปริมาณอากาศที่จ่ายได้คือ 100,000 และปริมาตรอากาศรวมคือ 220,000

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

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

 

พารามิเตอร์ประสิทธิภาพ วาล์วโรตารี่ RTO วาล์วยก RTO
ปริมาณอากาศ 300,000 นิวตันเมตร/ชม. 300,000 นิวตันเมตร/ชม.
โครงสร้างวาล์วทิศทาง วาล์วโรตารี่ วาล์วยก
จำนวนวาล์วย้อนกลับ 3 27
ความถี่ของการสลับวาล์วแบบย้อนกลับ การทำงานต่อเนื่องโดยไม่มีแรงกระแทก 6.48 ล้านครั้ง/ปี
จำนวนเตียงเก็บความร้อน 36 9
ปริมาณอากาศต่อห้อง 20,000 นิวตันเมตร/ชม. 75000 นิวตันเมตร/ชม.
พื้นที่หน้าตัดของห้องเก็บความร้อนเดี่ยว 3㎡ 14㎡
น้ำหนักการบรรจุของเซรามิกเก็บความร้อนแบบห้องเดียว 3300 กก. 15600กก.
จำนวนหัวเตา (ชิ้น) 3 5
ความจุ (ยาว*กว้าง) 26ม.×8ม. 48ม.×5ม.

√ ตัวชี้วัดทางเทคนิคหลักด้านการปกป้องสิ่งแวดล้อม

ชื่อพารามิเตอร์ ข้อมูล
ก๊าซไอเสียมีเทนต่ำ/10,000 ม³/ชม. 10.8-12.5
อากาศเสริมออกซิเจน/10,000 ม³/ชม. 10.5-11.5
ปริมาณออกซิเจนในก๊าซไอเสียอุณหภูมิต่ำ% 5
อุณหภูมิเตาเผา℃ 960-990
ไนโตรเจนออกไซด์ไอเสีย มก./ม.³ 4.5-10
ไฮโดรคาร์บอนรวมที่ไม่ใช่มีเทนที่ระบายออก มก./ม.³ 40-60

√ ตัวชี้วัดเศรษฐกิจหลัก

ชื่อพารามิเตอร์ ข้อมูล
ระบบไฟฟ้ากำลังติดตั้ง 1200 กิโลวัตต์/ชม.
ค่าไฟฟ้า 4.8 ล้านหยวน/ปี
ผลผลิตไอน้ำจากหม้อไอน้ำความร้อนเสีย 45 ตัน/ชม.
พารามิเตอร์ไอน้ำ 4.9 เมกะปาสคาล, 420℃
ราคาไอน้ำ 120 หยวน/ตัน
ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจโดยตรง 43.2 ล้านหยวน/ปี
การลดการใช้ถ่านหินดิบ 50,000 ตัน/ปี
การลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน 860,000 ตัน/ปี