Solution de traitement complète des COV de l'industrie de la cokéfaction

Les composés organiques volatils (COV) sont d'importants précurseurs de la formation d'ozone (O3), et certains de leurs composants sont fortement cancérigènes. Ces dernières années, la concentration d'O3 dans l'air ambiant mondial a connu une augmentation constante, et la pollution à l'O3 est devenue un problème de plus en plus préoccupant, étroitement lié aux importantes émissions de COV. Parmi les nombreuses sources de pollution par les COV, la cokéfaction est une source majeure. Lors de ce processus, les émissions de COV dans les gaz d'échappement sont particulièrement importantes, avec de multiples sources d'émission, de multiples polluants, une toxicité élevée et des émissions non maîtrisées, ce qui engendre une grave pollution de l'environnement atmosphérique. Pour traiter les gaz résiduaires de cokéfaction contenant des COV, les entreprises concernées ont expérimenté et exploré diverses solutions, notamment le procédé « lavage en trois étapes + absorption (élimination) », le lavage en trois étapes + RTO (recyclage à l'oxygène réactif), le procédé de scellage à l'azote + récupération sous pression négative, et la combustion en retour des gaz résiduaires. Avec la publication des « Normes de contrôle des émissions de composés organiques volatils pour les entreprises industrielles », des « Normes d'émission de polluants de l'industrie chimique de la cokéfaction » et d'autres politiques, la gestion des COV de la cokéfaction est devenue une priorité absolue. Il est urgent pour les entreprises de procéder à un traitement approfondi des COV émis par les différents procédés, en fonction de leurs caractéristiques, afin d'atteindre des normes durables et stables.

Dans l'ensemble du processus de cokéfaction, l'atelier de récupération des produits chimiques est celui qui génère le plus de COV (composés organiques volatils), et plus particulièrement dans la zone de récupération. C'est pourquoi la gestion des COV dans les cokeries se concentre principalement sur cette zone. De nombreux équipements y sont utilisés, et les gaz d'échappement des différentes cuves sont directement rejetés dans l'atmosphère, provoquant de fortes odeurs. Ammoniac, goudron, naphtalène, phénol, cyanure, hydrocarbures méthaniques et autres substances s'échappent dans l'atmosphère, notamment le benzène et le sulfure d'hydrogène, qui sont très toxiques et polluent l'environnement, affectant gravement la santé des travailleurs environnants. La solution de traitement complet des COV de Xinjieyuan, adaptée aux différents procédés de cokéfaction, de purification des gaz et de production chimique, de récupération des produits, de stockage des produits et de traitement des eaux usées de phénol-cyanure, présente des caractéristiques et des sites de rejet différents. Le processus de traitement des COV rejetés par le système de production chimique est divisé en trois étapes : récupération complète sous pression négative, combustion des gaz d'échappement et incinération par stockage de chaleur rotatif RTO, afin de répondre à diverses teneurs en oxygène, concentrations et scénarios d'application pour des solutions de traitement approfondies des COV.

(1) Réglez l'aspiration de la conduite en amont du dispositif de contrôle d'oxygène à micro-pression négative entre -100 et -200 Pa, et l'aspiration de l'orifice de purge du réservoir entre 0 et -50 Pa. En fonction de la longueur de la conduite reliant le réservoir au dispositif de contrôle d'oxygène à micro-pression négative situé en amont du ventilateur, et compte tenu des variations de longueur et de résistance de la conduite, ajustez l'aspiration de l'orifice de purge du réservoir à la valeur de consigne en fonction du degré d'ouverture de la vanne du réservoir ; (2) Raccordez le dispositif de contrôle d'oxygène à micro-pression négative au tuyau de reflux du ventilateur ou au tuyau d'entrée du ventilateur, et réglez l'aspiration du dispositif de contrôle d'oxygène à micro-pression négative entre -1000 et -5000 Pa à l'aide de la vanne de régulation. (3) La structure interne spécifique du dispositif de contrôle d'oxygène par micro-pression négative comprend un tuyau d'aspiration, une chambre d'étanchéité hydraulique à pression limitée, un joint d'étanchéité gaz-eau, une chambre à vide, un déflecteur, une vanne de régulation, un tuyau de reflux, un manomètre à vide, un tuyau de trop-plein, un tuyau d'alimentation en eau, etc. Sous l'effet de la dépression, le gaz contenu dans le tuyau d'entrée traverse le joint d'étanchéité hydraulique et pénètre dans la chambre à vide, où il est aspiré dans le tuyau de soufflage. La hauteur du joint d'étanchéité hydraulique varie en fonction de l'aspiration. Les gaz d'échappement récupérés peuvent traverser le joint d'étanchéité hydraulique pour alimenter le système de vide et maintenir une aspiration constante dans la conduite des gaz d'échappement nocifs. La vapeur d'eau entraînée par le gaz se condense au niveau du déflecteur, pénètre dans le tuyau de reflux et retourne au joint d'étanchéité hydraulique. Une certaine quantité de vapeur d'eau est entraînée par le gaz ; il est donc nécessaire d'utiliser le tuyau d'alimentation en eau pour maintenir la hauteur du joint d'étanchéité hydraulique. L'ensemble du processus est sans émission ni fuite, sûr et fiable, et permet un traitement zéro émission des gaz d'échappement chimiques. L'aspiration de chaque réservoir est réglée entre -100 et 0 Pa, en fonction de la longueur, du diamètre et de la résistance de la canalisation. Chaque réservoir est équipé d'une vanne d'alimentation en azote (ouverture/fermeture) et d'une vanne d'évacuation d'azote. La vitesse du ventilateur est régulée par un variateur de fréquence. L'aspiration est ajustée par une vanne de régulation en chaque point afin d'éviter toute fuite de gaz dans l'atmosphère, tout en garantissant une aspiration suffisante. Le procédé utilise des équipements hautement automatisés, reliés au système de contrôle central de la salle de contrôle de la production chimique. Le personnel de cette salle assure le fonctionnement du système sans intervention supplémentaire. Afin de prévenir tout colmatage des canalisations, un système de nettoyage à la vapeur est installé sur la canalisation de collecte des gaz d'échappement et un nettoyage régulier est effectué.

Avantages du procédé : Le procédé de récupération des COV par équilibrage de pression négative développé par Xinjieyuan Technology ne nécessite aucune surface au sol, présente de faibles coûts d’investissement et d’exploitation, assure un traitement complet, n’émet aucune émission et les COV récupérés (goudron, ammoniac et benzène) peuvent être transformés en d’autres produits après recyclage par des procédés tels que la tour de lavage du benzène, améliorant ainsi le taux de récupération et augmentant considérablement la rentabilité de l’usine.

La méthode de traitement initiale des gaz résiduaires issus des opérations de désulfuration, de sulfate d'ammonium et d'extraction de sel dans les ateliers de production chimique consiste à les collecter de manière uniforme, puis à les acheminer vers des tours de lavage acide et alcalin, avant de les envoyer dans un four à coke pour mélange et combustion. Face à la dégradation constante du contexte environnemental, ce procédé de traitement initial ne permet plus de répondre aux exigences d'un traitement approfondi des COV.

Après plusieurs essais et analyses, notre entreprise a adopté un procédé combiné de lavage multi-étapes, de séparation gaz-liquide et de combustion indépendante par stockage thermique rotatif (RTO), tirant pleinement parti des procédés existants. Les gaz d'échappement de chaque étape sont lavés et prétraités par classification. L'ammoniac (NH₃) présent dans les gaz d'échappement est absorbé par la solution de décapage dans la tour et réagit avec l'acide sulfurique (H₂SO₄) également présent. La solution d'absorption de la tour de décapage est ensuite évacuée vers le réservoir de liqueur-mère de la section de sulfure d'ammonium. Dans la tour de lavage alcaline, une solution de soude (NaOH) absorbe le sulfure d'hydrogène (H₂S), le cyanure d'hydrogène (HCN) et les autres gaz acides présents dans les gaz d'échappement. La solution d'absorption de cette tour est ensuite évacuée vers le décanteur mécanisé. Après lavage des gaz résiduaires de la section d'extraction du sel, les particules de sel sont éliminées par lavage. Les gaz d'échappement lavés sont collectés dans la conduite principale, puis acheminés vers le séparateur gaz-liquide par un ventilateur relais pour la séparation gaz-liquide. Après une série de contrôles en ligne de la concentration et de la pression/du débit, le ventilateur d'extraction principal dirige le flux d'air vers le brûleur rotatif à stockage de chaleur (RTO) pour le traitement d'épuration des gaz d'échappement. Les concentrations en COV (hydrocarbures totaux non méthaniques) sont inférieures ou égales à 20 mg/Nm³ après transformation ; NOx ≤ 35 mg/Nm³ ; SO₂ ≤ 15 mg/Nm³ ; particules ≤ 10 mg/Nm³ ; NH₃ ≤ 5 mg/Nm³ ; H₂S ≤ 0,5 mg/Nm³ ; HCN ≤ 0,5 mg/Nm³. Ces valeurs répondent pleinement aux exigences des normes de contrôle des émissions de matières organiques volatiles pour les entreprises industrielles et des normes d'émission de polluants pour l'industrie chimique de la cokéfaction. Le système présente des émissions de polluants extrêmement faibles et offre une efficacité d'élimination élevée, des coûts de construction et d'exploitation réduits, ainsi qu'une sécurité et une fiabilité optimales.