
Komplexní řešení pro úpravu těkavých organických sloučenin (VOC) v koksovacím průmyslu
Těkavé organické sloučeniny (VOC) jsou důležitými prekurzory tvorby O3 a některé z jejich složek mají silnou karcinogenitu. V posledních letech vykazuje koncentrace O3 v globálním ovzduší meziročně rostoucí trend a problém znečištění O3 se stává stále výraznějším, což úzce souvisí s velkým počtem emisí VOC. Z mnoha zdrojů znečištění VOC je koksování jedním z důležitých zdrojů znečištění. V procesu koksování je problém emisí VOC z výfukových plynů výraznější, s více zdroji emisí, více znečišťujícími látkami a vysokou toxicitou, neorganizovanými emisemi a dalšími charakteristikami, což vážně znečišťuje ovzduší. Pokud jde o zpracování odpadních plynů z koksování VOC, příslušné podniky se pokusily a prozkoumaly, nejběžnější jsou procesy „třístupňového propírání + absorpce (odstranění)“, třístupňové propírání + proces RTO, utěsnění dusíkem + proces regenerace podtlakem, zpětné spalování odpadních plynů a další procesy čištění. S vydáním „Normy pro regulaci emisí těkavých organických sloučenin pro průmyslové podniky“, „Normy pro emise znečišťujících látek v koksovacím chemickém průmyslu“ a dalších politik je řízení VOC z koksování velmi naléhavé. V závislosti na charakteristikách výfukových plynů VOC v různých procesech je nutné provést hloubkové čištění, aby bylo dosaženo udržitelných a stabilních norem, což je pro podniky naléhavý problém.

Analýza hlavních zdrojů těkavých organických sloučenin (VOC) v koksárenském průmyslu
VOC v koksovacím průmyslu pocházejí převážně z procesu regenerace chemické výroby: hlavním zdrojem znečištění sekce studeného bubnu je výpustné potrubí dehtových, amoniakových a dalších skladovacích nádrží, které produkují především benzo[a]pyren, kyanovodík, fenoly, naftol, nemetanové uhlovodíky, amoniak, sirovodík atd. Hlavními zdroji znečištění sekce odsiřování jsou regenerační zařízení odsiřování a výpustné potrubí každé skladovací nádrže, které produkují především amoniak a sirovodík. Hlavními zdroji znečištění sekce sulfidu amonného jsou sušárny sulfidu amonného, roztoky sulfidu amonného, skladovací nádrže na amoniak atd., které produkují především částice, amoniak atd. Hlavními zdroji znečištění sekce praní benzenu jsou rektifikační jednotka surového benzenu, výpustné potrubí každého separátoru olejových nádrží, zpracování rafinovaného benzenu a zpracování dehtu atd., které produkují především benzen a benzenové řady, uhlovodíky atd. Tyto VOC mají také toxické a škodlivé, hořlavé a výbušné vlastnosti. Vzhledem k dlouhému a složitému procesu v koksovacím průmyslu jsou složky VOC rozmanité a obtížně se shromažďují a zpracovávají. Zásobníková nádrž s dobrou vzduchotěsností a nízkým obsahem kyslíku obvykle používá proces vyrovnávání podtlaku;
Vzhledem k vysokému obsahu kyslíku se disperzní plyn nemůže dostat do systému regenerace plynu, proto se většinou čistí procesem disperzního sběru a centralizovaným návratem do koksovny nebo jiného oxidačního spalování. Přeprava těkavých organických sloučenin (VOC) v odpadním plynu na dlouhé vzdálenosti má problémy, jako je nízký tlak a snadná krystalizace naftolu v odpadním plynu, který ucpává potrubí. V tomto případě je vhodné vybudovat samostatnou spalovnu.
Komplexní řešení pro úpravu VOC od společnosti Xinjieyuan TechnologyV celém koksovacím procesu je chemická výroba dílnou, která produkuje nejvíce těkavých organických sloučenin (VOC), zejména v oblasti regenerace, což je nejzávažnější, takže hospodaření s VOC v koksovnách se soustředí hlavně v oblasti regenerace. V oblasti regenerace je zapojeno mnoho zařízení a výfukové plyny z různých nádrží jsou přímo spojeny s atmosférou, což má za následek silný zápach. Amoniak, dehet, naftalen, fenol, kyanidy, metanové uhlovodíky a další látky unikají do atmosféry, zejména benzen, sirovodík a další látky, ale také mají silnou toxicitu, znečišťují životní prostředí a vážně ovlivňují životní prostředí a zdraví okolních pracovníků. Komplexní řešení čištění VOC v Xinjieyuan, v závislosti na koksovacím podniku, čištění plynů a regeneraci chemické výroby, skladování produktů, čištění odpadních vod fenolkyanidem z různých procesů se charakteristiky VOC a místa vypouštění liší. Proces čištění VOC vypouštěných systémem chemické výroby je rozdělen na plně podtlakovou regeneraci, zpětné spalování výfukových plynů a technologii rotačního akumulace tepla RTO pro splnění různých obsahů kyslíku, různých koncentrací a různých scénářů použití pro hloubkové řešení čištění VOC.
Proces úplného vyrovnání podtlaku (výfukové plyny s nízkým obsahem kyslíku)Zachycený plyn s dobrou vzduchotěsností, nízkým obsahem kyslíku a vysokou přidanou hodnotou, jako je sekce studeného bubnu, sekce eluce benzenu a sekce ropného skladu, je v každé oblasti upraven věží pro praní oleje, poté utěsněn dusíkem a vrácen do plynového systému pod plným podtlakem. Tento proces vyžaduje dobrý těsnicí účinek nádrže, aby vzduch nemohl snadno vniknout do zóny podtlaku a lépe se reguloval obsah kyslíku v plynu.

Princip fungování: Nejprve se na uzavřenou nádrž nainstaluje otevřené a uzavřené dusíkové těsnicí zařízení. Když je nádrž v materiálu a ven z něj, dusíkový těsnicí ventil se používá pro přívod a odvod dusíku a část koncového plynu se odvádí spolu s dusíkem. Připojte uvolňovací ventil uzavřené nádrže k systému podtlaku, nainstalujte před ventilátor sadu mikroregulačních zařízení pro regulaci podtlaku kyslíku, nastavte určitý tlak a nasávejte výfukové plyny vypouštěné z těchto nádrží do systému podtlaku, ale ne příliš mnoho kyslíku do systému podtlaku, když se tlak ventilátoru mění, což by mohlo vést k bezpečnostním rizikům.
Technologie dusíkového těsnění se používá hlavně k těsnění nádrží v oblasti zásobníku. Dusík se používá k doplnění plynového prostoru v nádrži, když hladina kapaliny v nádrži klesne nebo teplota klesne. Naplněním nádrže dusíkem nad hladinu kapaliny se zabrání neustálému zplyňování kapalného média a potlačí se únik zplyňování média. Když se hladina přívodu do nádrže zvýší nebo teplota stoupne, tlak plynu v nádrži se otevře, vypouštěcí ventil dusíku se otevře a dusík uniká, aby se udržela tlaková rovnováha v nádrži. Po utěsnění skladovací nádrže dusíkem se účinně sníží emise výfukových plynů z nádrže. Plynový prostor v nádrži je převážně směsí hořlavého plynu a dusíku, která netvoří výbušnou směs plynů. Může to zlepšit bezpečnost výroby v podniku, snížit toxická a škodlivá média v provozním prostoru a účinně chránit životní prostředí a udržovat fyzické a duševní zdraví pracovníků. Zároveň je množství výfukových plynů přiváděných do plynového systému dusíkovým těsněním velmi malé (maximální množství je menší než 1000 m3) a nebude to mít nepříznivý vliv na plynovodní systém.
Tok procesu
(1) Nastavte sání potrubí před mikro-regulátorem podtlaku kyslíku na -100-200 Pa a sání uvolňovacího otvoru nádrže na 0~-50 Pa. Podle délky potrubí z nádrže k mikro-regulátoru podtlaku kyslíku před dmychadlem, s různou délkou potrubí a různým odporem, upravte sání uvolňovacího otvoru nádrže na nastavenou hodnotu s mírou otevření ventilu na nádrži; (2) Mikro-regulátor kyslíku je připojen k refluxní trubce dmychadla nebo k přední trubce ventilátoru a sání mikro-regulátoru kyslíku se nastaví na -1000~-5000 Pa pomocí regulačního ventilu; (3) Speciální vnitřní struktura mikro-podtlakového regulátoru kyslíku se skládá ze sací trubky, komory vodního uzávěru s omezovačem tlaku, plynového vodního uzávěru, vakuové komory, přepážky, regulačního ventilu, zpětného potrubí, vakuometru, přepadového potrubí, přívodního potrubí vody atd. Působením podtlaku plyn ve vstupním potrubí prorazí vodní uzávěr a vstoupí do podtlakové části, kde je nasáván do plynového potrubí dmychadla a výška vodního uzávěru se mění se změnou sání. Recyklovaný výfukový plyn může prorazit vodní uzávěr, aby provedl vakuový systém a udržel konstantní sání škodlivého výfukového potrubí. Vodní pára unášená plynem se kondenzuje na přepážce a vstupuje do zpětného potrubí a vrací se do systému vodního uzávěru. Část vodní páry je plynem vnesena do plynu, proto je nutné použít přídavné vodní potrubí k zajištění výšky vodního uzávěru. Celý proces je bez emisí, bez úniků, bezpečný a spolehlivý a skutečně dosahuje nulových emisí chemického čištění výfukových plynů. Sání každé nádrže je nastaveno na -100~0 Pa a sání každé nádrže se nastavuje podle délky, kalibru a odporu potrubí. Nádrž je instalována s otevřeným a zavřeným ventilem pro přívod dusíku a ventilem pro vypouštění dusíku a rychlost ventilátoru se nastavuje regulátorem frekvenčního měniče. Sání se nastavuje regulačním ventilem v každém bodě, aby se zajistilo, že plyn neunikne do atmosféry, a zároveň se zajistí dostatečné sání. Pro proces se volí zařízení s vysokým stupněm automatizace a signál je připojen k centrálnímu řídicímu systému centrální velínové místnosti chemické výroby, který obsluhují pracovníci centrální velínové místnosti bez nutnosti přidávání dalších operátorů. Aby se zabránilo ucpávání potrubí, je na potrubí pro sběr výfukových plynů instalováno potrubí pro čištění párou a čištění párou se provádí pravidelně.
Výhody procesu: Proces regenerace VOC s podtlakovou bilanci vyvinutý společností Xinjieyuan Technology nepotřebuje žádnou rozlohu, má nízké investiční a provozní náklady, důkladné čištění, nulové emise a dehet, amoniak a benzen získané z VOC lze po recyklaci v procesech, jako je například promývací věž pro benzen, přeměnit na další produkty, což zvyšuje míru regenerace a výrazně zlepšuje ekonomické přínosy továrny.
Typ výboje: proces spalování zpětného spalování škodlivých výfukových plynů (výfukové plyny s vysokým obsahem kyslíku)V tomto procesu se VOC (těkavé organické zlúčení) odpařené plyny s vyšším obsahem kyslíku a nižší přidanou hodnotou v odsiřovací sekci a sekci sulfidu amonného zavádějí do podtlakového systému koksovny jako rozvod vzduchu, aby se podílely na spalování v koksovně, a VOC se kompletně oxidují a rozkládají.
Princip fungování: Plyn s vyšším obsahem kyslíku a nižší přidanou hodnotou se v sekci chemické regenerace přivádí do koksovny jako rozvod vzduchu po kyselém praní, alkalickém praní a vodním praní, aby se dosáhlo důkladné oxidace a rozkladu těkavých organických sloučenin (VOC). V současné době má většina koksoven instalováno zařízení na odsiřování a denitrační rozklad spalin z koksoven. Tato část oxidu siřičitého a oxidu dusíku se odstraňuje v odsiřovacím a denitračním zařízení, čímž se v podstatě dosahuje nulových emisí VOC. Pro zajištění bezpečnosti je před vstupem spalin do koksovny ke spalování instalován detektor hořlavých plynů, který dokáže v reálném čase monitorovat změny hořlavých a výbušných složek ve spalinách a odesílat signál do řídicího systému DCS. Když koncentrace složek dosáhne nastavené meze, DCS spustí alarm a automaticky otevře ventil distribuce vzduchu. Když koncentrace složek dosáhne nastavené horní meze, automatický ventil do koksovny se uzavře, aby byla zajištěna bezpečnost výroby.

Výhody procesu(1) Snížení investičních nákladů na výstavbu využitím původní koksovací pece jako spalovacího zařízení; (2) Nízké provozní náklady, těkavé organické sloučeniny (VOC) ve výfukových plynech po spalování lze recyklovat, což snižuje spotřebu plynu a denitrifikační tlak v zadní části SCR; (3) Vysoká bezpečnost, vysoký stupeň automatizace, možnost bezobslužné realizace; (4) Oxid dusíku a oxid siřičitý vznikající po spalování výfukových plynů lze přímo odstranit zařízením na odsiřování a denitracování spalin z koksovací pece, bez nevýhod tradičních metod spalování.
Rotační regenerativní nezávislý spalovací proces (RTO)
Spalovací metoda je současný důkladnější proces čištění organických odpadních plynů (VOC), který byl plně uznáván v různých průmyslových odvětvích. Regenerativní termický oxidátor (RTO), také známý jako regenerativní spalovna. Tato technologie patří mezi metody spalování, akumulace tepla a integrace termické oxidace do technologie čištění VOC.
Princip činnosti: Pro sběr fugitivních výfukových plynů v okolí se používají potrubí a ventilátory s indukovaným saním. Výfukové plyny z každého procesu se třídí k proplachování a předčištění. NH3 ve výfukových plynech se propírá absorpční kapalinou v mořící věži a reaguje s H2SO4 v absorpční kapalině. Absorpční kapalina se v mořící věži odvádí do nádrže s matečným louhem v sekci sulfidu amonného. V alkalické promývací věži se roztok NaOH používá k absorpci H2S, HCN a dalších kyselých plynů ve výfukových plynech a absorpční kapalina se v alkalické promývací věži odvádí do mechanizované čiřicí nádrže. Po propláchnutí odpadních plynů ze sekce extrakce soli se promyjí částice soli v odpadních plynech. Výfukové plyny se po propláchnutí shromažďují do hlavního potrubí výfukových plynů a poté se reléovým ventilátorem odesílají do separátoru plyn-kapalina k oddělení plyn-kapalina. Po sérii online detekce koncentrace a regulace tlaku/průtoku v procesu se hlavní ventilátor s indukovaným saním odesílá do rotačního hořáku s nezávislým akumulačním tepelným zdrojem (RTO) k čištění výfukových plynů a nakonec k dosažení neškodného vypouštění.
Výhody procesu
(1) Systém čištění odpadních plynů a systém výroby v koksovně se navzájem neovlivňují, jsou na sobě nezávislé a mají nízké provozní náklady, není třeba spotřebovávat koksárenský plyn; (2) Míra čištění VOC ≥97 % (až 99,5 %), malý vliv na tlak větru v potrubí (±25 Pa, stabilní provoz), komplexní míra rekuperace tepla ≥95 %; (3) Nemají vliv na těleso koksovny, aby se zabránilo dlouhodobému dopadu vratných výfukových plynů na koksovnu; (4) Má vyšší účinnost čištění výfukových plynů než vratné spalování, aby splňovaly vyšší emisní požadavky v budoucnu; (5) Systém RTO s rotačním ventilem má nastavených 30 bezpečnostních opatření, od základu eliminujících bezpečnostní rizika; (6) Vysoký stupeň automatizace, celý systém může realizovat automatický provoz bez obsluhy.
Případová studie zpracování VOC v projektu čištění odpadních plynů z dílny těžby uhlí
Původní metoda čištění odpadních plynů z odsiřování, extrakce síranu amonného a solí v chemických výrobních závodech spočívá v jejich rovnoměrném sběru a následném vstupu do věže pro kyselé a alkalické praní, kde se plyn propírá a odesílá do koksovny k míchání a spalování. Vzhledem k stále závažnější situaci v oblasti ochrany životního prostředí původní proces čištění stále méně splňuje potřeby hloubkového čištění těkavých organických zlúčenín (VOC).
Po několika demonstracích a zkoumání naše společnost zavádí kombinovanou procesní cestu vícestupňového propírání + separace plynu a kapaliny + technologie rotačního akumulace tepla nezávislého spalování (RTO) na základě plného využití staré technologie. Výfukové plyny z každého procesu jsou propírány a předčištěny klasifikací. NH3 ve výfukových plynech je propírán absorpční kapalinou v mořící věži a reaguje s H2SO4 v absorpční kapalině. Absorpční kapalina v mořící věži je odváděna do nádrže s matečným louhem sekce sulfidu amonného. V alkalické propírací věži se roztok NaOH používá k absorpci H2S, HCN a dalších kyselých plynů ve výfukových plynech a absorpční kapalina z alkalické propírací věže je odváděna do mechanizované nádrže pročišťování. Po propláchnutí odpadních plynů ze sekce extrakce soli se propírají částice soli v odpadních plynech; výfukové plyny jsou po propláchnutí shromažďovány do hlavního potrubí výfukových plynů a poté jsou reléovým ventilátorem odváděny do separátoru plynu a kapaliny k oddělení plynu a kapaliny. Po sérii online detekcí koncentrace a regulace tlaku/průtoku v procesu je hlavní ventilátor s indukovaným saním odeslán do rotačního nezávislého hořáku (RTO) pro čištění výfukových plynů. VOC ≤ 20 mg/Nm3 (celkové nemetanové uhlovodíky) po transformaci; NOx ≤ 35 mg/Nm3; SO2 ≤ 15 mg/Nm3; Pevné částice ≤ 10 mg/Nm3; NH3 ≤ 5 mg/Nm3; H2S ≤ 0,5 mg/Nm3; HCN ≤ 0,5 mg/Nm3 plně splňují příslušné požadavky normy pro kontrolu emisí těkavých organických látek pro průmyslové podniky, normy pro emise znečišťujících látek pro koksovací chemický průmysl a ultra-ultra nízké emise znečišťujících látek. Výhodou je vysoká účinnost odstraňování, nízké konstrukční a provozní náklady, bezpečnost a spolehlivost.