
Komplexné riešenie úpravy VOC v koksovacom priemysle
Prchavé organické zlúčeniny (VOC) sú dôležitými prekurzormi tvorby O3 a niektoré z ich zložiek majú silnú karcinogenitu. V posledných rokoch vykazuje koncentrácia O3 v globálnom ovzduší medziročne rastúci trend a problém znečistenia O3 sa stáva čoraz výraznejším, čo úzko súvisí s veľkým počtom emisií VOC. Z mnohých zdrojov znečistenia VOC je jedným z dôležitých zdrojov znečistenia koksovanie. V procese koksovania je problém emisií VOC z výfukových plynov výraznejší, s viacerými zdrojmi emisií, viacerými znečisťujúcimi látkami a vysokou toxicitou, neorganizovanými emisiami a ďalšími charakteristikami, čo predstavuje vážne znečistenie atmosférického prostredia. Pokiaľ ide o spracovanie odpadových plynov z koksovania VOC, príslušné podniky sa ich pokúsili preskúmať, pričom najbežnejšie sú procesy „trojstupňového preplachovania + absorpcie (odstránenia)“, trojstupňového preplachovania + procesu RTO, utesňovania dusíkom + procesu spätného získavania podtlaku, spätného spaľovania odpadových plynov a ďalšie procesy spracovania. S vydaním „Normy na kontrolu emisií prchavých organických zlúčenín pre priemyselné podniky“, „Normy na emisie znečisťujúcich látok z koksovacieho chemického priemyslu“ a ďalších politík je riadenie VOC z koksovania veľmi naliehavé. Podľa charakteristík výfukových plynov VOC v rôznych procesoch je potrebné vykonať hĺbkové čistenie, aby sa dosiahli udržateľné a stabilné normy, čo je pre podniky naliehavý problém.

Analýza hlavných zdrojov prchavých organických zlúčenín (VOC) v koksárenskom priemysle
Prchavé organické zlúčenia (VOC) v koksovacom priemysle pochádzajú najmä z procesu regenerácie chemickej výroby: hlavným zdrojom znečistenia sekcie studeného bubna je výpustné potrubie skladovacích nádrží na decht, amoniak a iné látky, ktoré produkujú najmä benzo[a]pyrén, kyanovodík, fenoly, naftol, nemetánové celkové uhľovodíky, amoniak, sírovodík atď. Hlavnými zdrojmi znečistenia sekcie odsirenia sú regeneračné zariadenia na odsirenie a výpustné potrubia každej skladovacej nádrže, ktoré produkujú najmä amoniak a sírovodík. Hlavnými zdrojmi znečistenia sekcie sulfidu amónneho sú sušiarne sulfidu amónneho, roztoky sulfidu amónneho, skladovacie nádrže na amoniak atď., ktoré produkujú najmä pevné častice, amoniak atď. Hlavnými zdrojmi znečistenia sekcie premývania benzénu sú rektifikačná jednotka surového benzénu, výpustné potrubie každého separátora olejových nádrží, spracovanie rafinovaného benzénu a spracovanie dechtu atď., ktoré produkujú najmä benzén a benzénové série, uhľovodíky atď. Tieto VOC majú tiež toxické a škodlivé, horľavé a výbušné vlastnosti. Vzhľadom na dlhý a zložitý proces koksovania sú zložky VOC rôznorodé a ťažko sa zhromažďujú a riadia. Zásobníková nádrž s dobrou vzduchotesnosťou a nízkym obsahom kyslíka zvyčajne využíva proces vyrovnávania podtlaku;
Vzhľadom na vysoký obsah kyslíka sa disperzný plyn nemôže dostať do systému na regeneráciu plynu, preto sa väčšinou čistí procesom disperzného zberu a centralizovaného vrátenia do spaľovania v koksovacej peci alebo iného oxidačného spaľovania. Preprava odpadového plynu s prchavými organickými zlúčeninami (VOC) na dlhé vzdialenosti má problémy, ako je nízky tlak a naftol v odpadovom plyne ľahko kryštalizuje a upcháva potrubie. V tomto prípade je vhodné vybudovať samostatnú spaľovňu.
Komplexné riešenia pre úpravu VOC od spoločnosti Xinjieyuan TechnologyV celom procese koksovania je chemická výroba procesom, ktorý produkuje najviac prchavých organických zlúčenín (VOC), najmä v oblasti regenerácie, čo je najzávažnejšie, takže riadenie VOC koksovní sa sústreďuje najmä v oblasti regenerácie. V oblasti regenerácie sa nachádza veľa zariadení a výfukové plyny z rôznych nádrží sú priamo prepojené s atmosférou, čo vedie k silnému zápachu. Amoniak, decht, naftalén, fenol, kyanidy, metánové uhľovodíky a ďalšie látky unikajú do atmosféry, najmä benzén, sírovodík a ďalšie látky, ale majú aj silnú toxicitu, znečisťujú životné prostredie a vážne ovplyvňujú životné prostredie a zdravie okolitých pracovníkov. Komplexné riešenie čistenia VOC v spoločnosti Xinjieyuan, podľa koksovacieho podniku, čistenia plynu a regenerácie chemickej výroby, skladovania produktov, čistenia odpadových vôd fenolkyanidom z rôznych procesov, charakteristík VOC a miest vypúšťania sa líšia. Proces čistenia VOC vypúšťaných systémom chemickej výroby je rozdelený na úplnú bilanciu s regeneráciou podtlaku, spätné spaľovanie výfukových plynov a technológiu rotačného akumulovania tepla RTO, aby sa splnili rôzne obsahy kyslíka, rôzne koncentrácie a rôzne scenáre použitia riešení hĺbkového čistenia VOC.
Proces úplného vyváženia podtlaku (výfukové plyny s nízkym obsahom kyslíka)Zachytený plyn s dobrou vzduchotesnosťou, nízkym obsahom kyslíka a vysokou pridanou hodnotou, ako napríklad sekcia studeného bubna, sekcia eluovania benzénu a sekcia skladu ropy, sa v každej oblasti upravuje vežou na preplachovanie ropy a potom sa utesní dusíkom a vráti do plynového systému pod plným podtlakom. Tento proces vyžaduje dobrý tesniaci účinok nádrže, aby vzduch nemohol ľahko vstúpiť do zóny podtlaku a lepšie kontrolovať obsah kyslíka v plyne.

Princíp činnosti: Najprv sa na uzavretú nádrž nainštaluje otvorené a uzavreté dusíkové tesniace zariadenie. Keď sa nádrž nachádza v materiáli a vyberá ho z neho, dusíkový tesniaci ventil sa používa na prívod a odvod dusíka a časť zvyškového plynu sa vypúšťa spolu s dusíkom. Pripojte uvoľňovací ventil uzavretej nádrže k systému podtlaku, nainštalujte pred ventilátor sadu mikro-podtlakových regulačných zariadení na reguláciu kyslíka, nastavte určitý tlak a nasajte výfukové plyny vypúšťané z týchto nádrží do systému podtlaku, ale pri zmene tlaku ventilátora do systému podtlaku nevpúšťajte príliš veľa kyslíka, čo môže predstavovať bezpečnostné riziko.
Technológia dusíkového utesňovania sa používa hlavne na utesňovanie nádrží v oblasti zásobníka. Dusík sa používa na doplnenie plynového priestoru v nádrži, keď hladina kvapaliny v nádrži klesne alebo teplota klesne. Naplnením nádrže dusíkom nad hladinu kvapaliny sa zabráni neustálemu splyňovaniu kvapalného média a zabráni sa úniku splyňovaného média. Keď hladina napájania nádrže stúpne alebo teplota stúpne, tlak plynu v nádrži stúpne, otvorí sa ventil na vypúšťanie dusíka a dusík uniká, čím sa udrží tlaková rovnováha v nádrži. Po utesnení skladovacej nádrže dusíkom sa účinne znížia emisie výfukových plynov z nádrže. Plynový priestor v nádrži je prevažne zmes horľavého plynu a dusíka, ktorá netvorí výbušnú zmes plynov. Môže to zlepšiť bezpečnosť výroby v podniku, znížiť toxické a škodlivé médiá v prevádzkovom priestore a účinne chrániť životné prostredie a udržiavať fyzické a duševné zdravie pracovníkov. Zároveň je množstvo výfukových plynov privádzaných do plynového systému úpravou dusíkovým utesňovaním veľmi malé (maximálne množstvo je menšie ako 1000 m3) a nebude mať nepriaznivý vplyv na plynovod plynového systému.
Priebeh procesu
(1) Nastavte sací tlak potrubia pred mikropodtlakovým regulátorom kyslíka na -100 – 200 Pa a sací tlak vypúšťacieho otvoru nádrže na 0 – 50 Pa. Podľa dĺžky potrubia z nádrže k mikropodtlakovému regulátoru kyslíka pred dúchadlom, s rôznou dĺžkou potrubia a rôznym odporom, nastavte sací tlak vypúšťacieho otvoru nádrže na nastavenú hodnotu s stupňom otvorenia ventilu na nádrži; (2) Mikropodtlakový regulátor kyslíka je pripojený k spätnému potrubiu dúchadla alebo k prednému potrubiu ventilátora a sací tlak mikropodtlakového regulátora kyslíka sa nastaví na -1 000 – 5 000 Pa pomocou regulačného ventilu; (3) Špeciálna vnútorná štruktúra zariadenia na reguláciu kyslíka s mikro podtlakom sa skladá zo sacieho potrubia, komory vodného uzáveru s obmedzením tlaku, plynového vodného uzáveru, vákuovej komory, prepážky, regulačného ventilu, spätného potrubia, vákuometra, prepadového potrubia, potrubia prívodu vody atď. Pôsobením podtlaku plyn vo vstupnom potrubí prerazí vodný uzáver a vstupuje do podtlaku, kde je nasávaný do plynového potrubia dúchadla a výška vodného uzáveru sa mení so zmenou sania. Zachytený výfukový plyn môže preraziť vodný uzáver, aby vykonal podtlakový systém a udržal konštantné sanie škodlivého výfukového potrubia. Vodná para unášaná plynom sa kondenzuje na prepážke a vstupuje do spätného potrubia a vracia sa do systému vodného uzáveru. Časť vodnej pary sa do plynu privádza plynom, preto je potrebné použiť prídavné vodné potrubie na zabezpečenie výšky vodného uzáveru. Celý proces je bez emisií, bez únikov, bezpečný a spoľahlivý a skutočne dosahuje nulové emisie chemického čistenia výfukových plynov. Sanie každej nádrže je nastavené na -100~0 Pa a sanie každej nádrže sa nastavuje podľa dĺžky, kalibra a odporu potrubia. Nádrž je inštalovaná s otvoreným a zatvoreným ventilom prívodu dusíka a ventilom vypúšťania dusíka a rýchlosť ventilátora sa nastavuje regulátorom frekvenčného meniča. Sanie sa nastavuje regulačným ventilom v každom bode, aby sa zabezpečilo, že plyn neunikne do atmosféry a zároveň sa zabezpečí dostatočné sanie. Proces sa vyberá s vysokým stupňom automatizácie a signál je pripojený k centrálnemu riadeniu centrálnej riadiacej miestnosti chemickej výroby, ktorú obsluhuje personál centrálnej riadiacej miestnosti bez pridania ďalších operátorov. Aby sa zabránilo upchatiu potrubia, na potrubí na zber výfukových plynov je nainštalované potrubie na čistenie parou a čistenie parou sa vykonáva pravidelne.
Výhody procesu: Proces regenerácie VOC s negatívnou tlakovou bilanciou, ktorý vyvinula spoločnosť Xinjieyuan Technology, nemá žiadnu rozlohu, má nízke investičné a prevádzkové náklady, dôkladné spracovanie, nulové emisie a decht, amoniak a benzén získané z VOC sa môžu po recyklácii pomocou procesov, ako je napríklad premývacia veža na benzén, premeniť na iné produkty, čím sa zlepší miera regenerácie a výrazne sa zlepšia ekonomické výhody továrne.
Typ výpustu škodlivých výfukových plynov spätným spaľovaním (výfukové plyny s vysokým obsahom kyslíka)V tomto procese sa VOC výfukový plyn s vyšším obsahom kyslíka a nižšou pridanou hodnotou v sekcii odsirenia a sekcii sulfidu amónneho zavádza do systému podtlaku koksovacej pece ako rozvod vzduchu, aby sa zúčastnil spaľovania v koksovacej peci a zložky VOC sa úplne oxidujú a rozkladajú.
Princíp činnosti: Zachytený plyn s vyšším obsahom kyslíka a nižšou pridanou hodnotou v sekcii regenerácie chemickej výroby sa privádza do spaľovacieho systému koksovacej pece ako rozvod vzduchu po premývacej veži s kyselinami, premývacej veži s alkalickými látkami a premývacej veži s vodou, aby sa dosiahol cieľ dôkladnej oxidácie a rozkladu prchavých organických zlúčenín (VOC). V súčasnosti má väčšina koksovacích podnikov nainštalované zariadenie na odsirenie a denitrátáciu spalín z koksovacej pece. Táto časť oxidu siričitého a oxidu dusíka sa odstraňuje v zariadení na odsirenie a denitrátáciu, čím sa v podstate dosahujú nulové emisie VOC. Pre zaistenie bezpečnosti sa pred privedením spalín do koksovacej pece na spaľovanie inštaluje detektor horľavých plynov, ktorý dokáže v reálnom čase monitorovať zmenu horľavých a výbušných zložiek vo výfukových plynoch a odosielať signál do riadiaceho systému DCS. Keď koncentrácia zložiek dosiahne nastavený limit, DCS spustí alarm a automaticky otvorí ventil na rozvod vzduchu. Keď koncentrácia zložiek dosiahne nastavený horný limit, automatický ventil do koksovacej pece sa uzavrie, aby sa zabezpečila bezpečnosť výroby.

Výhody procesu(1) Zníženie investičných nákladov na výstavbu použitím pôvodnej koksovacej pece ako spaľovacieho zariadenia; (2) Nízke prevádzkové náklady, VOC vo výfukových plynoch po spaľovaní tepelnej energie je možné recyklovať, čím sa znižuje spotreba plynu, znižuje sa denitrifikačný tlak zadnej časti SCR; (3) Vysoká bezpečnosť, vysoký stupeň automatizácie, možnosť bezobslužnej realizácie; (4) Oxid dusíka a oxid siričitý vznikajúce po spaľovaní výfukových plynov je možné priamo odstrániť zariadením na odsirenie a denitrátáciu spalín z koksovacej pece bez nevýhod tradičných metód spaľovania.
Rotačný regeneratívny nezávislý spaľovací proces (RTO)
Spaľovacia metóda je súčasný dôkladnejší proces čistenia organických odpadových plynov (VOC), ktorý bol plne uznaný rôznymi odvetviami. Regeneratívny termický oxidátor (RTO), tiež známy ako regeneračná spaľovňa. Táto technológia patrí medzi metódy spaľovania, akumulácie tepla a integrácie termickej oxidácie do jednej z technológií čistenia VOC.
Princíp činnosti: Na zachytávanie fugitívnych výfukových plynov v blízkosti sa používajú potrubia a ventilátory s núteným saním a výfukové plyny z každého procesu sa klasifikujú na preplachovanie a predúpravu. NH3 vo výfukových plynoch sa premýva absorpčnou kvapalinou v moriacej veži a reaguje s H2SO4 v absorpčnej kvapaline. Absorpčná kvapalina z moriacej veže sa vypúšťa do nádrže s matečným lúhom v sekcii sulfidu amónneho. V alkalickej premývacej veži sa roztok NaOH používa na absorpciu H2S, HCN a iných kyslých plynov vo výfukových plynoch a absorpčná kvapalina z alkalickej premývacej veže sa vypúšťa do mechanizovanej číriacej nádrže. Po premytí odpadového plynu zo sekcie extrakcie soli sa premyjú častice soli v odpadovom plyne. Výfukové plyny sa po premytí zhromažďujú do hlavného potrubia výfukových plynov a potom sa reléovým ventilátorom odosielajú do separátora plyn-kvapalina na oddelenie plyn-kvapalina. Po sérii online detekcie koncentrácie a regulácie tlaku/prietoku v procese sa hlavný ventilátor s núteným saním odosiela do rotačného horáka nezávislého od akumulácie tepla (RTO) na čistenie výfukových plynov a nakoniec sa dosahuje neškodný výpust.
Výhody procesu
(1) Systém čistenia odpadových plynov a systém výroby koksárenskej pece sa navzájom neovplyvňujú, sú nezávislé od seba a majú nízke prevádzkové náklady, nie je potrebné spotrebovávať koksárenský plyn; (2) Miera čistenia VOC ≥97 % (až 99,5 %), malý vplyv na tlak vetra v potrubí (±25 Pa, stabilná prevádzka), komplexná miera spätného získavania tepla ≥95 %; (3) Nemajú vplyv na teleso koksárenskej pece, aby sa predišlo dlhodobému vplyvu spätného spaľovania výfukových plynov na koksárenskú pec; (4) Má vyššiu účinnosť čistenia výfukových plynov ako spätné spaľovanie, aby sa v budúcnosti splnili vyššie emisné požiadavky; (5) Systém RTO s rotačným ventilom nastavuje 30 bezpečnostných opatrení od základu na elimináciu bezpečnostných rizík; (6) Vysoký stupeň automatizácie, celý systém dokáže realizovať automatickú prevádzku bez dozoru.
Prípadová štúdia o spracovaní prchavých organických zlúčenín (VOC) v projekte čistenia odpadových plynov z dielne na ťažbu uhlia
Pôvodná metóda čistenia odpadového plynu z odsirovania, extrakcie síranu amónneho a soli v chemických výrobných dielňach spočíva v jeho rovnomernom zhromažďovaní a následnom vstupe do veže na premývanie kyselinami a zásadami, odkiaľ sa odosiela do koksovacej pece na miešanie a spaľovanie. Vzhľadom na čoraz závažnejšiu situáciu v oblasti ochrany životného prostredia pôvodný proces čistenia čoraz menej spĺňa potreby hĺbkového čistenia prchavých organických zlúčenín (VOC).
Po niekoľkých demonštráciách a prieskumoch naša spoločnosť prijala kombinovanú procesnú cestu viacstupňového preplachovania + separácie plynu a kvapaliny + rotačnej akumulácie tepla s nezávislou spaľovacou technológiou (RTO) na základe plného využitia starých postupov. Výfukové plyny z každého procesu sa preplachujú a predspracúvajú klasifikáciou. NH3 vo výfukových plynoch sa preplachuje absorpčnou kvapalinou v moriacej veži a reaguje s H2SO4 v absorpčnej kvapaline. Absorpčná kvapalina v moriacej veži sa vypúšťa do nádrže s matečným lúhom v sekcii sulfidu amónneho. V alkalickej preplachovacej veži sa roztok NaOH používa na absorpciu H2S, HCN a iných kyslých plynov vo výfukových plynoch a absorpčná kvapalina v alkalickej preplachovacej veži sa vypúšťa do mechanizovanej číriacej nádrže. Po prepláchnutí odpadových plynov zo sekcie extrakcie soli sa preplachujú častice soli v odpadových plynoch; výfukové plyny sa po prepláchnutí zhromažďujú do hlavného potrubia výfukových plynov a potom sa reléovým ventilátorom posielajú do separátora plynu a kvapaliny na oddelenie plynu a kvapaliny. Po sérii online detekcií koncentrácie a regulácie tlaku/prietoku v procese sa hlavný ventilátor s indukovaným saním odošle do rotačného nezávislého horáka (RTO) na čistenie výfukových plynov. VOC ≤ 20 mg/Nm3 (celkové nemetánové uhľovodíky) po transformácii; NOx ≤ 35 mg/Nm3; SO2 ≤ 15 mg/Nm3; tuhé častice ≤ 10 mg/Nm3; NH3 ≤ 5 mg/Nm3; H2S ≤ 0,5 mg/Nm3; HCN ≤ 0,5 mg/Nm3, plne spĺňa príslušné požiadavky normy pre kontrolu emisií prchavých organických látok pre priemyselné podniky, normy pre emisie znečisťujúcich látok pre koksovací chemický priemysel a ultra-ultra nízke emisie znečisťujúcich látok a má výhody vysokej účinnosti odstraňovania, nízkych stavebných a prevádzkových nákladov, bezpečnosti a spoľahlivosti.