什麼是煤氣化

煤氣化製程的分類：

• 原料：煤粉、碎煤、水煤漿；
• 氣化床：流體化床、流體化床、固定床；
• 固定床以塊煤（15-50mm）為原料；
• 流體化床採用碎煤（小於10mm）作為原料；
• 氣流床採用粒度小於0.1mm的煤粉為原料製成；

不同氣化製程生產粗氣組分概況表

什麼是低溫甲醇洗

低溫甲醇洗製程：以冷甲醇作為吸收溶劑，利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度大的特點，並去除原料氣中的酸性氣體，主要為CO2和H2S。
低溫甲醇洗是1950年代初林德和魯奇公司共同開發的脫除原料氣中酸性氣體的方法，1954年在南非煤加壓氣化工業中首次用於氣體淨化。

• 低溫甲醇洗製程包供應商包括林德、魯奇、大連理工大學等；
• 氣化製程多種多樣，可分為固定床、流體化床、沸騰床三類；
• 低排放氣體是否具有餘熱回收價值的判定主要考慮廢氣中CH4含量；
• CH4濃度取決於氣化工藝，固定床氣化製程包括魯奇爐、BGL爐等；

廢氣性質

補氧空氣量的測定

• LM為混合氣體爆炸下限，%
• Li為組分i的爆炸下限，%
• Vi為某一可燃組分佔可燃組分體積分數，%

通常設計時不考慮惰性氣體的影響，計算廢氣的爆炸下限，並根據廢氣濃度與25% LEL的關係來決定空氣稀釋比。這種計算可以確保本質安全，但廢氣量相對較大。

由於低溫甲醇洗廢氣N2含有大量惰性氣體CO2，少量可燃成分，
根據含有n種可燃氣體和p種惰性氣體的混合氣體的計算方法，可以判定低品位可燃氣體與惰性氣體混合廢氣不易燃、不易爆。

因此低溫甲醇洗廢氣沒有爆炸上限和下限。
低溫甲醇洗廢氣補風量可依完全氧化後煙氣含氧量大於3%來確定。

混合廢氣在空氣中的燃燒性計算過程

① 物料衡算

② 熱平衡

典型工程案例

情勢分析

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.

工藝路線

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;

主裝置採用單台27萬風量旋轉閥RTO，方形佈置，配備3個旋轉式布風閥，36個蓄熱室

• 綜合治療：
  配備27萬風量旋轉式RTO，聚甲醛廢氣與空氣混合補氧
  餘熱利用：46t/h、5.1MPa飽和蒸汽
  
• 環保標準：
  非甲烷總烴排放量<50mg/m³，年減排碳排放量約86萬噸；
  
• 投資回收期： 3年

安全性分析

1. 複雜控制/鏈簡報
2. HAZOP分析
3. SIL 評級

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

考慮惰性氣體對爆炸下限的影響

僅考慮供氧，供氣量10萬，總風量22萬

1.空氣背景，900℃爆炸下限為25%LEL；
2.惰性背景，常溫下不燃不爆，但高溫下呢？

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

√ 主要經濟指標