简体中文
Koksausuunin savukaasun koostumus: Tietoihin perustuva opas päästöjen hallintaan
KOTI / UUTISET / Teollisuuden uutisia / Koksausuunin savukaasun koostumus: Tietoihin perustuva opas päästöjen hallintaan
Koksausuunin savukaasun koostumus: Tietoihin perustuva opas päästöjen hallintaan
Tekijä Admin
Koksausuunin akun pinotesti palauttaa 11,4 % CO2:ta ja 2,8 % O2:ta kuivana, mutta savukaasujen käsittelyjärjestelmä suunniteltiin noin 9,0 % CO2:lle ja 4,5 % O2:lle. Reagenssin syöttöä on nyt muutettava ja SCR-katalyytin tilavuutta lisättävä, mikä lisää viikkoja kestäviä käyttökatkoja. Tämä on hoidon hinta koksiuunin savukaasukoostumus oletuksena mitatun suunnittelusyötteen sijaan.
Tässä oppaassa esitetään raakakaasun perusviiva, polton jälkeiset savukaasuluvut ja suora yhteys kunkin mitatun komponentin ja koksauslaitokseen valitun puhdistuslaitteiston välillä. Se on kirjoitettu laitosinsinööreille, EHS-päälliköille ja EPC-suunnittelijoille, jotka tarvitsevat perusteltua perustaa päästöjenhallintatyölle.
Raaka koksin uunikaasu ja polttosavukaasu eivät ole sama virta
Raaka- koksiuunikaasu on koksauskammiosta otettua polttokaasua, kun taas koksiuunin savukaasu on pakokaasua, joka syntyy, kun polttoaine palaa akun lämpöseinissä, ja nämä kaksi virtaa tarvitsevat täysin erilaiset analyyttiset puitteet.
Raaka COG lähtee uuneista noin 700-800 asteessa ja kuljettaa vetyä, metaania, hiilimonoksidia, C2-hiilivetyjä, tervahöyryä, BTX-aromaattia, naftaleenia, rikkivetyä ja ammoniakkia. Sen lämpöarvo on 17-19 MJ/Nm3, se on myrkyllistä, se on ilmassa noin 4-30 tilavuusprosenttia räjähtävää ja sen on läpäistävä tervaerotus, ammoniakkipesu ja rikinpoisto ennen polttoa. Sivutuotelaitoksen jälkeen puhdas polttoaine säilyttää sen palamiskäyttäytymistä määrittävän vetypitoisen luonteen.
Määritelmä
Koksiuunin savukaasu on kaasumaista pakokaasua, joka syntyy, kun puhdistettua tai raakaa koksiuunikaasua poltetaan koksiakun lämmityshormissa. Se sisältää pääasiassa typpeä, vesihöyryä ja hiilidioksidia sekä pieniä pitoisuuksia happea, NOx:a, SO2:ta ja kiinteitä hiukkasia.
Kun polttoaine joutuu lämmityshormiin, palaminen muuttaa energian kantajat stabiileiksi tuotteiksi: rikkilajit hapettuvat SO2:ksi, palamisilman typpi kulkee läpi suurelta osin muuttumattomana ja vetyfraktiosta tulee vesihöyryä. Tuloksena olevaa virtaa hallitsee inertti kaasu, ja tällä virralla mitataan ympäristön noudattamista.
Raaka koksiuunikaasu
Polttokaasu 17-19 MJ/Nm3, H2 50-60 % ja CH4 25-30 %; myrkyllinen, räjähtävä ja puhdistettava sivutuotelaitoksessa ennen käyttöä.
Polton savukaasut
Pinokaasu 180-300 °C:ssa N2:n ollessa 66-72 %, H2O:n ollessa 15-20 % ja CO2:n ollessa 6-9 %; kuljettaa NOx:ta, SO2:ta ja hiukkasia käsittelyyn.
Koksiuunikaasun peruskoostumus ennen polttoa
Puhdistettu koksiuunikaasu sisältää noin 50-60 % vetyä, 25-30 % metaania, 5-10 % hiilimonoksidia, 2-3 % hiilidioksidia, 2-5 % typpeä ja 1-3 % suurempia hiilivetyjä ja hivenkaasuja tilavuudesta.
Alla oleva kaavio näyttää edustavan puhdistetun COG-seoksen. H2-CH4-suhde noin 2:1 on tärkein polttoainearvo, koska se ohjaa liekin lämpötilaa, vesihöyryn muodostusta ja NOx:n muodostumista lämmityshormissa.
Edustava puhdistetun koksiuunikaasun koostumus, tilavuus-%.
Jäljityskomponentit ovat tärkeämpiä kuin niiden tilavuus antaa ymmärtää:
H₂S 100-500 mg/Nm3 puhdistetussa COG:ssa muuttuu lähes kokonaan SO₂:ksi savukaasussa.
Yli 50 mg/Nm3 jäännösNH3 muuttuu polttoaineeseen sitoutuneeksi typeksi ja nostaa NOx-perusviivaa.
Tervasumu ja naftaleeni kuljettavat hiilihiukkasia liekkiin ja aiheuttavat kerrostumisriskiä lämmönsiirtopinnoille.
78-88 % puhdistetusta COG:stä on vetyä ja metaania. Tästä syystä COG-liekit ylittävät 1800 asteen adiabaattisen lämpötilan ja savukaasut sisältävät yli 18 % vesihöyryä.
Jälkipolton koksiuunin savukaasun koostumus: numerot, joilla on merkitystä
Kun koksiuunikaasua poltetaan 5-15 % ilmaylimäärällä, savukaasu sisältää noin 66-72 % typpeä, 15-20 % vesihöyryä, 6-9 % hiilidioksidia ja 1,5-4 % happea märkänä, NOx:n ollessa 100-350 mg/Nm3 ja hiukkasia pitoisuudessa 3-0 mg/Nm10.
| Parametri | Märkä pohja | Kuivapohjainen | Huomautuksia |
| N2 | 66-72 % | 77-82 % | Palamisilman typestä |
| H2O | 15-20 % | n/a | H2- ja CH4-poltosta |
| CO2 | 6-9 % | 7,5-10,5 % | Polttoaineessa olevasta hiilestä |
| O2 | 1,5-4 % | 1,8-4,5 % | Ylimääräisen ilman ohjausalue |
| NOx | 100-350 mg/Nm3 | 100-400 mg/Nm3 | Pääasiassa NO, lämpöalkuperä |
| SO2 | 20-120 mg/Nm3 | n/a | Riippuu H2S-luistosta |
| Hiukkaset | 10-80 mg/Nm3 | n/a | Hienojakoinen siirto ja sulfaattiaerosoli |
NOx muodostuu kolmen reitin kautta COG-liekissä. Terminen (Zeldovich) NOx hallitsee, koska vetyrikas liekki saavuttaa korkeita adiabaattisia lämpötiloja. Nopea NOx muodostuu ohuelle liekin jälkeiselle vyöhykkeelle, jossa hiilivetyradikaalit reagoivat typen kanssa, ja polttoaineen NOx ilmaantuu aina, kun ammoniakki tai HCN selviää sivutuotelaitoksesta. Hyvin käytetyssä akussa lämpö NOx muodostaa yli 80 % kokonaismäärästä.
1800 astetta C
Adiabaattinen liekin lämpötila lähes stökiömetrisessä COG:n palamisessa
18 %
Tyypillinen vesihöyryn osuus märän koksiuunin savukaasusta
100-350
mg/Nm3 NOx mitattuna ennen denitrifikaatiovaihetta
Hapan kastepiste
15-20 % vesihöyryllä jopa 5-10 mg/Nm3 SO3 nostaa hapon kastepisteen yli 130 celsiusasteen. Kaikki tämän lämpötilan alapuolella olevat pinnat - ekonomaiseriputket, pussisäiliöt, ID-tuulettimen siivet - kondensoivat rikkihappoa ja syöpyvät.
Kuinka koksiuunin savukaasun koostumus ohjaa käsittelylaitteiden valintaa
Jokainen mitattu savukaasun komponentti sanelee erityisen käsittelypäätöksen: hiukkaskuormitus valitsee pölynkerääjän, SO2 valitsee rikinpoistoreagenssin ja materiaalilaadun, NOx valitsee SCR-katalyytin tilavuuden ja vesihöyry määrää lämpötilan hallinnan.
Hiukkaset: pussin mitoitus ja suodatinmateriaalit
Pölykuormitukset 10-80 mg/Nm3 savukaasujen lämpötiloissa 180-300 astetta käsitellään normaalisti pulssisuihkupussissa. PPS-huopa on oletusmedia; PTFE-kalvoja lisätään, kun SO2-kuormitus nostaa happaman kastepisteen lähelle käyttölämpötilaa. Saatavilla olevat ohjeet pussisuodatinvalikoima teollisuuden savukaasuille näyttää kuinka mediavalinta seuraa kaasuanalyysin lukemaa.
Matalapaineinen pulssisuihkupussin pölynkerääjä korkean lämpötilan savukaasuille Tämä baghouse käsittelee pölykuormia jopa 80 mg/Nm3 lämpötilassa 180-300°C käyttämällä PPS-huopa- tai PTFE-kalvoja happamiin kastepisteolosuhteisiin, mikä varmistaa, että ulostulopäästöt ovat alle 8 mg/Nm3. Näytä tuote → Pienet hiukkaset ja happosumu rikinpoiston jälkeen
Märkä rikinpoistotorni poistaa SO2:n, mutta kyllästää virran kosteudella ja muodostaa submikronista sulfaattisumua. Alavirran pystysuora hunajakenno märkä sähköstaattinen erotin poistaa nämä pisarat; ilman sitä opasiteettirajat jäävät yli, vaikka massapohjainen pölylukema olisi rajan alapuolella. Anhui Tiankang Environmental Technology Co., Ltd., teollisuuden savukaasujen käsittelyjärjestelmien toimittaja, tarjoaa tämän märkä ESP-kokoonpanon koksauslaitoksille, jotka tarvitsevat alhaisen riskin noudattamisreitin koko savukaasujunalle.
Pystysuuntainen hunajakennomainen märkä sähköstaattinen suodatin kyllästetylle kaasulle Märän rikinpoistotornin jälkeen sijoitettu märkä ESP poistaa submikronisen sulfaattisumun ja kosteuden ja päästää pölyn ulostuloon alle 5 mg/Nm3, mikä täyttää opasiteettirajat luotettavasti. Näytä tuote → SO2 ja happamat kaasut: reagenssi- ja metallurgiavalinnat
SO2 20-120 mg/Nm3 poistetaan normaalisti kalkkikivi-kipsi- tai ammoniakkipohjaisella pesurilla. Koostumustiedot ohjaavat materiaalispesifikaatioita enemmän kuin reagenssikemiaa: kloridi- ja SO3-pitoisuus määrää, tarvitaanko poistokanavassa ja pinossa hiiliteräksistä, kuituvahvisteista muovia vai C276-päällysteisiä sisäosia.
NOx: SCR-katalyytin tilavuus on korjattu H2O:lle ja O2:lle
SCR-reaktori mitoitetaan tulon NOx-, O2- ja H2O-arvoista. Vesihöyry 15-20 % kilpailee NOx:n kanssa aktiivisista kohdista vanadiinipohjaisessa katalysaattorissa, joten tilavuus on korjattava todellisen savukaasun kosteuden mukaan ilmalämmitteisen kattilan oletusarvojen sijaan. Vain 1,5-4 % O2-lukema pitää katalyytin aktiivisena, mutta hidastaa NO-vähennysnopeutta alueen alemmassa päässä.
Hajapäästöt: talteenotto lähteellä
Akkupino ei ole ainoa päästöpiste. Hiilen vastaanotto, hihnakuljettimet, koksin työntäminen ja uunin luukun vuodot synnyttävät ajoittaisia pölypilviä, jotka on halvempaa kerätä kuin puhdistaa jälkikäteen. Hihnalla suljettu huppu kussakin siirtopisteessä, joka on kanavoitu keskisäiliöön, pitää jauhemaisen hiilipölyn poissa työpaikan ilmasta ja akun katolta.
Hihnalla suljettu huppu kuljettimen pölyn talteenottoon Täysi kotelo, jossa pehmeät sivuliitännät, joka mukautuu hihnan leveyteen ja painumiseen, vangitsee hiilipölyä siirtopisteissä ja ehkäisee työpaikan pölyjä, joka on kanavoitu keskisäiliöön. Näytä tuote → Hoitojuna on mittausarkin peili. Jos savukaasuanalyysistä puuttuu SO3-, ammoniakkiliuku- tai kondensoitunut sumutiedot, suunnittelusta puuttuu märkä ESP, korroosionkestävä vuoraus tai SCR-ohitus - ja jälkiasennukset ovat aina kalliimpia kuin alkuperäinen asennus.
Kenttäprotokolla koksiuunin savukaasun koostumuksen mittaamiseksi
Puolustettava suunnitteluperusta alkaa pinotestillä, joka mittaa kuivan kaasun koostumuksen, kosteuden, NOx:n, SO2:n, SO3:n ja hiukkaset akkupinossa vähintään kahden täydellisen koksausjakson aikana, mukaan lukien lataus- ja työntöhuiput.
Kartoita näytteenottoristikko pinoon US EPA:n menetelmän 1 mukaisesti siten, että jokainen poikkipiste edustaa yhtä suurta hormin aluetta.
Suorita isokineettinen hiukkasnäytteenotto US EPA:n menetelmällä 5 tai 17 karkean siirtyvän ja kondensoituvan materiaalin keräämiseksi.
Analysoi O2, CO2, CO ja NOx jatkuvasti uuttoanalysaattorilla, joka on kalibroitu odotetun kosteustason mukaan.
Erota SO2 ja SO3 erikseen; kontrolloitu kondensaatiomenetelmä estää SO3:n imeytymisen kondensoituneeseen veteen.
Mittaa kosteus ja happokastepiste suoraan tasapainomittapäällä sen sijaan, että lasket vesihöyryn pelkän polttoaineanalyysin perusteella.
Vahvista jokainen mitattu arvo tuntikohtaiseen polttoaine-kaasu-massataseeseen; kaasuanalyysi, joka ei vastaa polttoaineen syöttöä, on väärä analysaattorin kalibrointitodistuksesta riippumatta.
Pyöräilyhälytys
Älä laske pinotestin keskiarvoa erottamatta koksausvaiheita. Latauksen ja työntämisen aikana NOx voi nousta 1,5-2 kertaa akun keskiarvoon, ja keskiarvoon rakennettu suunnittelupohja epäonnistuu lupatestissä ensimmäisen viikon aikana.
Usein kysytyt kysymykset
Mitä eroa on koksiuunikaasulla ja koksiuunin savukaasulla?
Koksiuunikaasu on vetyä sisältävä polttoaine, jota syntyy hiilen hiiltymisen yhteydessä, kun taas koksiuunin savukaasu on polttokaasua poltettaessa kyseistä polttoainetta akun lämmityshormissa. Polttoaine on myrkyllistä ja räjähtävää; savukaasu on inerttiä, mutta sisältää NOx:a, SO2:ta ja käsittelyä vaativia hiukkasia.
Kuinka paljon hiilidioksidia on koksiuunin savukaasussa?
Koksausuunin savukaasu sisältää noin 6-9 % CO2:ta märkänä ja 7,5-10,5 % kuivana, riippuen ylimääräisestä ilmasuhteesta ja polttokaasun metaanipitoisuudesta.
Miksi koksiuunin savukaasut sisältävät niin paljon vesihöyryä?
Vetyä on 50-60 % puhdistetusta koksiuunikaasusta. Palaessaan yksi tilavuus H2:ta tuottaa yhden tilavuuden vesihöyryä, kun taas metaani tuottaa kaksi tilavuutta polttoainetilavuutta kohti. Yhdessä ne nostavat savukaasujen kosteuden 15-20 %:iin.
Onko SO2:ta aina koksiuunin savukaasuissa?
Kyllä, ellei koksiuunikaasusta ole täysin rikki poistettu ennen virtaa. Kaasulaitoksen jälkeenkin jää jonkin verran H2S-liuosta, joka hapettuu SO2:ksi lämmityshormissa, jolloin savukaasuihin muodostuu tyypillisesti 20-120 mg/Nm3 SO2.
Bottom line: savukaasujen koostumuslehti on suunnitelma jokaiselle koksauslaitoksen päästöjenhallintainvestoinnille. Mittaa se ennen kuin otat kokoa.
