
Solution complète de traitement des COV de l'industrie du cokéfaction
Les composés organiques volatils (COV) sont d'importants précurseurs de la production d'O₃, et certains de leurs composants présentent une forte cancérogénicité. Ces dernières années, la concentration d'O₃ dans l'air ambiant mondial a augmenté d'année en année, et le problème de la pollution par l'O₃ est devenu de plus en plus important, étroitement lié à un grand nombre d'émissions de COV. Parmi les nombreuses sources de pollution par les COV, la cokéfaction est l'une des principales. Lors de cette cokéfaction, le problème des émissions de COV est plus important : sources d'émission multiples, polluants multiples, forte toxicité, émissions non organisées et autres caractéristiques, ils polluent gravement l'environnement atmosphérique. Concernant le traitement des gaz résiduaires de COV de cokéfaction, les entreprises concernées ont expérimenté et exploré les procédés les plus courants : le « lavage en trois étapes + absorption (élimination) des résidus », le lavage en trois étapes + RTO, le procédé de scellement à l'azote + récupération sous pression négative, la combustion des gaz résiduaires et d'autres procédés de traitement. 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 cokéfaction » et d'autres politiques, la gestion des COV de cokéfaction est très urgente, en fonction des caractéristiques des gaz d'échappement des COV dans différents processus pour effectuer un traitement en profondeur, pour atteindre des normes durables et stables est un problème urgent pour les entreprises.

Analyse des principales sources de COV dans l'industrie de la cokéfaction
Français Les COV dans l'industrie de la cokéfaction proviennent principalement du processus de récupération de la production chimique : la principale source de pollution de la section du tambour froid est la conduite de décharge des réservoirs de goudron, d'ammoniac et d'autres réservoirs de stockage, produisant principalement du benzo[a]pyrène, du cyanure d'hydrogène, des phénols, du naphtol, des hydrocarbures totaux non méthaniques, de l'ammoniac, du sulfure d'hydrogène, etc. Les principales sources de pollution de la section de désulfuration sont les installations de régénération de désulfuration et les conduites de décharge de chaque réservoir de stockage, qui sont principalement de l'ammoniac et du sulfure d'hydrogène. Les principales sources de pollution de la section de sulfure d'ammonium sont les installations de séchage de sulfure d'ammonium, les solutions de sulfure d'ammonium, les réservoirs de stockage d'ammoniac, etc., produisant principalement des particules, de l'ammoniac, etc. Les principales sources de pollution de la section de lavage du benzène sont l'unité de rectification du benzène brut, la conduite de décharge de chaque séparateur de réservoir d'huile, le traitement du benzène raffiné et le traitement du goudron, etc. produisant principalement du benzène et des séries benzéniques, des hydrocarbures, etc. Ces COV ont également des caractéristiques toxiques et nocives, inflammables et explosives. En raison du processus long et complexe de l'industrie de la cokéfaction, les composés organiques volatils (COV) sont divers et difficiles à collecter et à gérer. Généralement, les réservoirs de stockage présentant une bonne étanchéité et une faible teneur en oxygène adoptent un procédé de récupération par pression négative.
En raison de sa forte teneur en oxygène, le gaz dispersif ne peut pas pénétrer dans le système de récupération des gaz. Il est donc généralement traité par collecte dispersive et retour centralisé vers l'incinération en four à coke ou autre incinération par oxydation. Le transport longue distance des gaz résiduaires contenant des COV pose des problèmes, notamment une faible pression et la facilité de cristallisation du naphtol, qui peut bloquer les canalisations. Il est alors judicieux de construire un incinérateur séparé.
Solutions complètes de traitement des COV de Xinjieyuan TechnologyTout au long du processus de cokéfaction, la récupération chimique est l'atelier qui produit le plus de COV, notamment dans la zone de récupération, où la concentration est la plus élevée. La gestion des COV des cokeries est donc principalement concentrée dans cette zone. De nombreux équipements interviennent dans cette zone, et les gaz d'échappement des différents réservoirs sont directement rejetés dans l'atmosphère, dégageant des odeurs désagréables. De l'ammoniac, du goudron, du naphtalène, du phénol, du cyanure, des hydrocarbures méthaniques et d'autres substances, notamment du benzène et du sulfure d'hydrogène, se dégagent dans l'atmosphère. Ces substances présentent une forte toxicité et une pollution environnementale importante, affectant gravement l'environnement et la santé des travailleurs. Solution de traitement complète des COV de Xinjieyuan, selon l'entreprise de cokéfaction, la purification du gaz et la récupération de la production chimique, le stockage des produits, le traitement des eaux usées au cyanure de phénol des différents processus de caractéristiques des COV et les sites de rejet sont différents, le processus de traitement des COV rejetés par le système de production chimique est divisé en un équilibre de récupération de pression négative complet, une combustion de retour des gaz d'échappement, une technologie d'incinération de stockage de chaleur rotative RTO pour répondre à différentes teneurs en oxygène, différentes concentrations, une variété de scénarios d'application de solutions de traitement en profondeur des COV.
Processus d'équilibrage de récupération de pression négative complète (gaz d'échappement à faible teneur en oxygène)Le gaz collecté, présentant une bonne étanchéité, une faible teneur en oxygène et une forte valeur ajoutée, notamment dans les sections de tambour froid, d'élution du benzène et de stockage d'huile, est traité par une tour de lavage d'huile dans chaque zone, puis scellé à l'azote et renvoyé au système de gaz sous pression négative. Ce procédé nécessite une bonne étanchéité du réservoir afin d'empêcher l'air de pénétrer facilement dans la zone de pression négative et de mieux contrôler la teneur en oxygène du gaz.

Principe de fonctionnement : Tout d’abord, un dispositif d’étanchéité à l’azote ouvert et fermé est installé sur le réservoir fermé. Lors des opérations d’alimentation et de décharge du réservoir, la vanne d’étanchéité à l’azote assure l’alimentation et l’évacuation de l’azote, et une partie du gaz résiduaire est évacuée avec l’azote. Raccordez la vanne d’évacuation du réservoir fermé au système de dépression, installez un micro-contrôleur d’oxygène à dépression en amont du ventilateur, réglez la pression et aspirez les gaz d’échappement des réservoirs dans le système de dépression, sans toutefois y ajouter trop d’oxygène lorsque la pression du ventilateur varie, ce qui pourrait engendrer des risques pour la sécurité.
La technologie d'étanchéité à l'azote est principalement utilisée pour l'étanchéité des réservoirs. L'azote est utilisé pour compléter l'espace gazeux du réservoir lorsque le niveau de liquide baisse ou que la température baisse. En remplissant le réservoir d'azote au-dessus du niveau de liquide, on empêche la gazéification continue du liquide et on empêche toute fuite de gazéification. Lorsque le niveau d'alimentation du réservoir augmente ou que la température augmente, la pression du gaz dans le réservoir augmente, ce qui ouvre la vanne d'évacuation d'azote et permet à l'azote de s'échapper, maintenant ainsi l'équilibre de pression. L'étanchéité du réservoir de stockage à l'azote permet de réduire efficacement les émissions de gaz d'échappement. L'espace gazeux du réservoir est principalement constitué d'un mélange de gaz combustible et d'azote, qui ne forme pas de mélange gazeux explosif. Cela permet d'améliorer la sécurité de production de l'entreprise, de réduire les substances toxiques et nocives dans l'espace de travail, de protéger efficacement l'environnement et de préserver la santé physique et mentale des travailleurs. Dans le même temps, la quantité de gaz d'échappement introduite dans le système de gaz par traitement d'étanchéité à l'azote est très faible (la quantité maximale est inférieure à 1 000 m3) et n'affectera pas négativement le pipeline du système de gaz.
Déroulement du processus
(1) Régler l'aspiration de la canalisation en amont du dispositif de régulation de l'oxygène à micro-pression négative entre -100 et 200 Pa, et l'aspiration de l'orifice de sortie du réservoir entre 0 et -50 Pa. En fonction de la longueur de la canalisation reliant le réservoir au dispositif de régulation de l'oxygène à micro-pression négative en amont du ventilateur, et compte tenu de la longueur et de la résistance de la canalisation, ajuster l'aspiration de l'orifice de sortie du réservoir à la valeur de consigne en fonction du degré d'ouverture de la vanne du réservoir. (2) Le dispositif de régulation de l'oxygène à micro-pression négative est raccordé au tuyau de reflux du ventilateur ou à celui du ventilateur, et l'aspiration du dispositif de régulation de l'oxygène à micro-pression négative est réglée entre -1000 et -5000 Pa par la vanne de régulation. (3) La structure interne spéciale du dispositif de contrôle de l'oxygène à micro-pression négative se compose d'un tuyau d'aspiration, d'une chambre d'étanchéité à l'eau limitant la pression, d'une chambre d'étanchéité à l'eau et au gaz, d'une chambre à vide, d'un déflecteur, d'une vanne de régulation, d'un tuyau de reflux, d'un vacuomètre, d'un tuyau de trop-plein et d'une conduite d'alimentation en eau. Sous l'effet de la dépression, le gaz présent dans le tuyau d'admission franchit le joint d'eau et pénètre dans la partie vide. Il est ensuite aspiré dans le tuyau de gaz de soufflage. La hauteur du joint d'eau varie en fonction de l'aspiration. Les gaz d'échappement récupérés peuvent simplement franchir le joint d'eau pour activer le système de vide et maintenir constante l'aspiration des gaz d'échappement nocifs. La vapeur d'eau entraînée par le gaz est condensée au niveau du déflecteur pour pénétrer dans le tuyau de reflux et retourner au système d'étanchéité à l'eau. Une partie de la vapeur d'eau est incorporée au gaz par celui-ci ; il est donc nécessaire d'utiliser un tuyau d'appoint d'eau pour assurer la hauteur du joint d'eau. 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 calibre et de la résistance de la canalisation. Le réservoir est équipé de vannes d'alimentation et de refoulement d'azote, ouvertes et fermées, et la vitesse du ventilateur est régulée par un variateur de fréquence. L'aspiration est régulée par une vanne de régulation en chaque point afin d'empêcher toute fuite de gaz dans l'atmosphère et de maintenir une aspiration suffisante. Le processus utilise des équipements hautement automatisés, dont le signal est transmis au système de contrôle central de la salle de contrôle centrale de la production chimique, lequel est exploité par le personnel de la salle de contrôle centrale sans intervention d'opérateurs supplémentaires. Afin d'éviter tout blocage de la canalisation, une conduite de nettoyage à la vapeur est installée sur la conduite de collecte des gaz d'échappement et un nettoyage à la vapeur est effectué régulièrement.
Avantages du processus : Le processus de récupération de l'équilibre de pression négative des COV développé par Xinjieyuan Technology n'a pas de superficie, un faible investissement et un faible coût d'exploitation, un traitement complet, zéro émission, et le goudron, l'ammoniac et le benzène récupérés des COV peuvent être transformés en d'autres produits après avoir été recyclés par des processus tels que la tour de lavage au benzène, améliorant le taux de récupération et améliorant considérablement les avantages économiques de l'usine.
Processus de combustion de retour des gaz d'échappement nocifs de type décharge (gaz d'échappement à haute teneur en oxygène)Dans ce procédé, les gaz d'échappement COV à teneur en oxygène plus élevée et à valeur ajoutée plus faible dans la section de désulfuration et la section de sulfure d'ammonium sont introduits dans le système de pression négative du four à coke comme distribution d'air pour participer à la combustion du four à coke et les composants COV sont complètement oxydés et décomposés.
Principe de fonctionnement : Les gaz collectés, à forte teneur en oxygène et à faible valeur ajoutée, issus de la phase de récupération de la production chimique sont introduits dans la combustion du four à coke sous forme de distribution d'air après les tours de lavage acide, alcaline et à l'eau, afin d'obtenir une oxydation et une décomposition complètes des COV. Actuellement, la plupart des cokeries sont équipées d'un dispositif de désulfuration et de dénitration des gaz de combustion. Ce dispositif élimine le dioxyde de soufre et les oxydes d'azote, permettant ainsi un traitement quasi nul des COV. Pour garantir la sécurité, un détecteur de gaz combustible est installé avant l'introduction des gaz d'échappement dans le four à coke. Il surveille en temps réel l'évolution des composés inflammables et explosifs dans les gaz d'échappement et transmet un signal au système de contrôle DCS. Lorsque la concentration en composés atteint la limite définie, le DCS déclenche une alarme et ouvre automatiquement la vanne de distribution d'air. Lorsque la concentration atteint la limite supérieure définie, la vanne automatique d'entrée du four à coke est fermée pour garantir la sécurité de la production.

Avantages du processus(1) Réduire le coût d'investissement de construction en utilisant le four à coke d'origine comme dispositif de combustion ; (2) Faible coût d'exploitation, les COV dans les gaz d'échappement après la combustion de l'énergie thermique peuvent être recyclés, réduire la consommation de gaz, réduire la pression de dénitrification du SCR arrière ; (3) Haute sécurité, haut degré d'automatisation, peut être réalisé sans surveillance ; (4) L'oxyde d'azote et le dioxyde de soufre générés après la combustion des gaz d'échappement peuvent être directement éliminés par le dispositif de désulfuration et de dénitration des gaz de combustion du four à coke, sans les inconvénients de la méthode de combustion traditionnelle.
Procédé de combustion indépendant régénératif rotatif (RTO)
La méthode de combustion est un procédé actuel de purification des gaz résiduaires organiques (COV), largement reconnu par diverses industries. L'oxydateur thermique régénératif (RTO), également appelé incinérateur régénératif, intègre la combustion, le stockage de chaleur et l'oxydation thermique dans une technologie de purification des COV.
Principe de fonctionnement : Des canalisations et des ventilateurs à tirage induit permettent de collecter les gaz d’échappement fugitifs à proximité. Les gaz d’échappement de chaque procédé sont classés pour le lavage et le prétraitement. Le NH3 présent dans les gaz d’échappement est lavé par le liquide d’absorption de la tour de décapage et réagit avec le H2SO4 du liquide d’absorption. Ce dernier est ensuite évacué vers le réservoir de liqueur mère de la section de sulfure d’ammonium. Dans la tour de lavage alcalin, une solution de NaOH est utilisée pour absorber le H2S, le HCN et d’autres gaz acides présents dans les gaz d’échappement. Le liquide d’absorption est ensuite évacué vers le réservoir de clarification mécanisé. Après le lavage des gaz d’échappement de la section d’extraction du sel, les particules de sel qu’ils contiennent sont lavées. Les gaz d’échappement sont collectés dans la conduite principale des gaz d’échappement après lavage, puis envoyés vers le séparateur gaz-liquide par le ventilateur relais pour la séparation gaz-liquide. Après une série de détections de concentration en ligne et de contrôle de pression/débit dans le processus, le ventilateur de tirage induit principal est envoyé au brûleur indépendant de stockage de chaleur rotatif (RTO) pour le traitement de purification des gaz d'échappement et permet enfin une décharge sans danger.
Avantages du processus
(1) Le système de traitement des gaz résiduaires et le système de production de four à coke ne s'influencent pas mutuellement, sont indépendants l'un de l'autre et ont un faible coût d'exploitation, pas besoin de consommer de gaz de four à coke ; (2) Taux de purification des COV ≥ 97 % (jusqu'à 99,5 %), faible impact sur la pression du vent du pipeline (± 25 Pa, fonctionnement stable), taux de récupération de chaleur global ≥ 95 % ; (3) N'ont pas d'impact sur le corps du four à coke, pour éviter l'impact à long terme des gaz d'échappement de retour sur le four à coke ; (4) Il a une efficacité de purification des gaz d'échappement supérieure à celle de la combustion de retour pour répondre aux exigences d'émissions plus élevées à l'avenir ; (5) Le système RTO de type vanne rotative met en place 30 mesures de sécurité, de la racine pour éliminer les risques de sécurité ; (6) Degré élevé d'automatisation, l'ensemble du système peut réaliser un fonctionnement automatique, sans surveillance.
Cas de traitement des COV dans le cadre d'un projet de traitement des gaz résiduaires d'un atelier de production de charbon
La méthode originale de traitement des gaz résiduaires issus des postes de désulfuration, d'extraction de sulfate d'ammonium et de sel dans les ateliers de production chimique consiste à les collecter uniformément, puis à les introduire dans les tours de lavage acide et alcalin, puis à les envoyer au four à coke pour mélange et combustion. Face à la dégradation croissante de l'environnement, ce procédé de traitement original s'avère de plus en plus insuffisant pour répondre aux exigences d'un traitement approfondi des COV.
Après de nombreuses démonstrations et recherches, notre entreprise adopte un procédé combiné de lavage multi-étages, de séparation gaz-liquide et de combustion indépendante par stockage thermique rotatif (RTO), afin d'optimiser l'utilisation des technologies existantes. Les gaz d'échappement de chaque procédé sont lavés et prétraités par classification. Le NH3 présent dans les gaz d'échappement est lavé par le liquide d'absorption de la tour de décapage et réagit avec le H2SO4 présent dans ce liquide. Ce liquide est évacué vers le réservoir de liqueur mère de la section de sulfure d'ammonium. Dans la tour de lavage alcalin, une solution de NaOH est utilisée pour absorber le H2S, le HCN et d'autres gaz acides présents dans les gaz d'échappement. Le liquide d'absorption est ensuite évacué vers le réservoir de clarification mécanisé. Après le lavage des gaz d'échappement de la section d'extraction du sel, les particules de sel sont lavées. Les gaz d'échappement sont collectés dans la conduite principale après lavage, puis envoyés vers le séparateur gaz-liquide par le ventilateur relais pour la séparation gaz-liquide. Français Après une série de détection de concentration en ligne et de contrôle de pression/débit dans le processus, le ventilateur de tirage induit principal est envoyé au brûleur indépendant de stockage de chaleur rotatif (RTO) pour le traitement de purification des gaz d'échappement. COV ≤ 20 mg/Nm3 (hydrocarbures totaux non méthaniques) après transformation ; NOx ≤ 35 mg/Nm3 ; SO2 ≤ 15 mg/Nm3 ; Matières particulaires ≤ 10 mg/Nm3 ; NH3 ≤ 5 mg/Nm3 ; H2S ≤ 0,5 mg/Nm3 ; HCN ≤ 0,5 mg/Nm3, répond pleinement aux exigences pertinentes de la norme de contrôle des émissions de matières organiques volatiles pour les entreprises industrielles, de la norme d'émission de polluants pour l'industrie chimique de cokéfaction et d'émissions ultra-ultra-faibles de polluants, et présente les avantages d'une efficacité d'élimination élevée, de faibles coûts de construction et d'exploitation, de sécurité et de fiabilité.