简体中文
Kokszolókemence füstgáz-összetétele: Adatvezérelt útmutató a kibocsátás-szabályozáshoz
OTTHON / HÍREK / Ipari hírek / Kokszolókemence füstgáz-összetétele: Adatvezérelt útmutató a kibocsátás-szabályozáshoz
Kokszolókemence füstgáz-összetétele: Adatvezérelt útmutató a kibocsátás-szabályozáshoz
Admin által
Egy kokszolókemence-akkumulátor stack tesztje 11,4% CO2-t és 2,8% O2-t eredményez száraz alapon, de a füstgázkezelő rendszert 9,0% CO2 és 4,5% O2 körülire tervezték. A reagens betáplálását most át kell méretezni, és növelni kell az SCR katalizátor térfogatát, ami hetekig tartó kimaradást eredményez. Ez a kezelés költsége a kokszolókemence füstgáz-összetétele feltevésként mért tervezési bemenet helyett.
Ez az útmutató leírja a nyersgáz alapértékét, az égés utáni füstgázszámokat, valamint az egyes mért komponensek és a kokszolóüzemhez kiválasztott tisztítóberendezések közötti közvetlen kapcsolatot. Üzemmérnököknek, EHS-vezetőknek és EPC-tervezőknek íródott, akiknek védhető alapra van szükségük a kibocsátás-szabályozási munkához.
A nyers koksz kemencegáz és az égéstermékgáz nem ugyanaz az áram
A nyers kokszolókemence-gáz a kokszolókamrából felszívott fűtőgáz, míg a kokszoló füstgáz az a kipufogógáz, amely akkor keletkezik, amikor az üzemanyag az akkumulátor fűtőfalaiban ég el, és a két áramnak teljesen eltérő analitikai keretekre van szüksége.
A nyers COG nagyjából 700-800 °C-on hagyja el a kemencét, és hidrogént, metánt, szén-monoxidot, C2 szénhidrogéneket, kátránygőzt, BTX aromás anyagokat, naftalint, hidrogén-szulfidot és ammóniát szállít. Fűtőértéke 17-19 MJ/Nm3, mérgező, levegőben nagyjából 4-30 térfogatszázalék között robbanásveszélyes, kiégetés előtt kátrányleválasztáson, ammóniás mosáson, kéntelenítésen kell átmennie. A melléktermék üzem után a tiszta tüzelőanyag megőrzi az égési viselkedését meghatározó hidrogénben gazdag karaktert.
Meghatározás
A kokszolókemence füstgáza az a gáznemű kipufogógáz, amely akkor keletkezik, amikor tisztított vagy nyers kokszolókemence-gázt égetnek el egy koksztelep fűtőfüstében. Főleg nitrogént, vízgőzt és szén-dioxidot tartalmaz, kis koncentrációban oxigént, NOx-ot, SO2-t és szilárd részecskéket.
Amikor a tüzelőanyag a fűtési kéményekbe kerül, az égés során az energiahordozók stabil termékekké alakulnak: a kénfajták SO2-vé oxidálódnak, az égési levegő nitrogénje nagyjából változatlan formában halad át, a hidrogénfrakció vízgőzné válik. A keletkező áramban az inert gáz dominál, és ezen az áramon mérik a környezeti megfelelést.
Nyers kokszolókemence gáz
Üzemanyaggáz 17-19 MJ/Nm3, H2 50-60% és CH4 25-30%; mérgező, robbanásveszélyes, és használat előtt meg kell tisztítani a melléktermék üzemben.
Égési füstgáz
180-300 °C hőmérsékletű gázhalmaz, 66-72%-os N2-vel, 15-20%-os H2O-val és 6-9%-os CO2-val; NOx-ot, SO2-t és részecskéket szállít a kezelősorba.
Alapvető kokszolókemence-gáz összetétel égetés előtt
A tisztított kokszolókemence-gáz nagyjából 50-60% hidrogént, 25-30% metánt, 5-10% szén-monoxidot, 2-3% szén-dioxidot, 2-5% nitrogént és 1-3% nagyobb mennyiségű szénhidrogént és nyomgázt tartalmaz.
Az alábbi táblázat egy reprezentatív tisztított COG keveréket mutat be. A durván 2:1 H2-CH4 arány a legfontosabb tüzelőanyag-érték, mert ez szabályozza a láng hőmérsékletét, a vízgőzképződést és az NOx képződést a fűtési füstcsövekben.
Reprezentatív tisztított kokszolókemence gáz összetétel, térfogat %
A nyomelemek fontosabbak, mint amennyit a térfogatuk sugall:
A tisztított COG-ben lévő 100-500 mg/Nm3 H₂S szinte teljes egészében SO₂dá alakul a füstgázban.
Az 50 mg/Nm3 feletti maradék NH3 tüzelőanyaghoz kötött nitrogénné válik, és megemeli az NOx alapvonalat.
A kátrányköd és a naftalin szénrészecskéket visz a lángba, és lerakódási kockázatot jelent a hőátadó felületeken.
78-88% A tisztított COG hidrogén plusz metán. Ez az oka annak, hogy a COG lángok meghaladják az 1800 °C adiabatikus hőmérsékletet, és ezért a füstgáz több mint 18% vízgőzt tartalmaz.
Égés utáni kokszolókemence füstgáz-összetétele: a számok, amelyek számítanak
Amikor a kokszolókemence gázt 5-15% levegőfelesleggel égetik, a füstgáz nedves alapon kb. 66-72% nitrogént, 15-20% vízgőzt, 6-9% szén-dioxidot és 1,5-4% oxigént tartalmaz, 100-350 mg/Nm3 NOx-ot és mg/Nm10-30-8 szemcséket.
| Paraméter | Nedves alapon | Száraz alapon | Megjegyzések |
| N2 | 66-72% | 77-82% | Az égési levegő nitrogénjéből |
| H2O | 15-20% | n/a | H2 és CH4 égésből |
| CO2 | 6-9% | 7,5-10,5% | Az üzemanyagban lévő szénből |
| O2 | 1,5-4% | 1,8-4,5% | Túllevegő szabályozási tartomány |
| NOx | 100-350 mg/Nm3 | 100-400 mg/Nm3 | Főleg NEM, termikus eredetű |
| SO2 | 20-120 mg/Nm3 | n/a | A H2S csúszástól függ |
| Részecskék | 10-80 mg/Nm3 | n/a | Finomok áthordása és szulfát aeroszol |
Az NOx három úton képződik a COG lángban. A termikus (Zeldovich) NOx dominál, mert a hidrogénben gazdag láng magas adiabatikus hőmérsékletet ér el. Prompt NOx képződik a vékony utóláng zónában, ahol a szénhidrogén gyökök reakcióba lépnek a nitrogénnel, és tüzelőanyag-NOx jelenik meg, amikor az ammónia vagy a HCN túléli a mellékterméket. Egy jól működő akkumulátorban a termikus NOx az összmennyiség több mint 80%-át teszi ki.
1800°C
Adiabatikus lánghőmérséklet közel sztöchiometrikus COG-égetésnél
18%
Tipikus vízgőz arány a nedves kokszolókemence füstgázában
100-350
mg/Nm3 NOx mérve bármely denitrifikációs lépés előtt
Savas harmatpont
15-20%-os vízgőznél már 5-10 mg/Nm3 SO3 is 130°C fölé nyomja a savharmatpontot. Bármely ilyen hőmérséklet alatti felület - economizer csövek, zsákház garatok, ID ventilátorlapátok - lecsapódik a kénsavat és korrodálódik.
Hogyan segíti elő a kokszolókemence füstgáz-összetétele a kezelőberendezés kiválasztását
A füstgáz minden mért komponense konkrét kezelési döntést ír elő: a részecsketerhelés a porgyűjtőt, a SO2 a kéntelenítő reagenst és az anyagminőséget, a NOx az SCR katalizátor térfogatát, a vízgőz pedig a hőmérséklet szabályozását.
Részecske: zsákház méretezés és szűrőközeg
A 10-80 mg/Nm3 porterhelést 180-300 °C füstgáz-hőmérséklet mellett általában impulzussugaras zsákház kezeli. A PPS filc az alapértelmezett adathordozó; A PTFE membránokat akkor adják hozzá, amikor az SO2 terhelés a savas harmatpontot az üzemi hőmérséklet közelébe emeli. A rendelkezésre álló útmutató a zsákos szűrő kiválasztása ipari füstgázokhoz bemutatja, hogy a médiaválasztás hogyan követi a gázelemzés leolvasását.
Alacsony nyomású impulzussugaras zsák porgyűjtő magas hőmérsékletű füstgázokhoz Ez a zsákház akár 80 mg/Nm3 porterhelést is képes kezelni 180-300°C-on, PPS filc vagy PTFE membrán használatával a savas harmatpont körülményeihez, biztosítva a 8 mg/Nm3 alatti kibocsátást. Termék megtekintése → Finom részecskék és savas köd kéntelenítés után
A nedves kéntelenítő torony eltávolítja az SO2-t, de nedvességgel telíti az áramot, és szubmikron szulfátködöt hoz létre. Az alsó, függőleges méhsejtszerkezetű nedves elektrosztatikus leválasztó eltávolítja ezeket a cseppeket; enélkül az átlátszatlansági határértékek akkor is kimaradnak, ha a tömegalapú porleolvasás a határérték alatt van. Az Anhui Tiankang Environmental Technology Co., Ltd., egy ipari füstgázkezelő rendszert szállító, ezt a nedves ESP-konfigurációt olyan kokszoló üzemek számára biztosítja, amelyeknek alacsony kockázatú megfelelőségi útvonalra van szükségük a teljes füstgáz-vonathoz.
Függőleges méhsejt nedves elektrosztatikus leválasztó telített gázhoz A nedves kéntelenítő torony után elhelyezett nedves ESP eltávolítja a szubmikron szulfátködöt és nedvességet, így a kilépő por 5 mg/Nm3 alatt van, hogy megbízhatóan megfeleljen az átlátszatlansági határoknak. Termék megtekintése → SO2 és savas gázok: reagens és kohászati választások
A 20-120 mg/Nm3 SO2-t általában mészkő-gipsz vagy ammónia alapú gázmosóval távolítják el. Az összetételre vonatkozó adatok jobban befolyásolják az anyagspecifikációt, mint a reagenskémiát: a klorid- és SO3-tartalom határozza meg, hogy szénacél, szálerősítésű műanyag vagy C276-bevonatú belső elemek szükségesek-e a kimeneti csatornában és a kötegben.
NOx: Az SCR katalizátor térfogatát H2O és O2 tekintetében korrigáljuk
Az SCR reaktor mérete a bemeneti NOx, O2 és H2O értékek alapján történik. A 15-20%-os vízgőz az NOx-szel versenyez a vanádium alapú katalizátor aktív helyeiért, ezért a térfogatot a levegőtüzelésű kazán alapbeállításai helyett a tényleges füstgáz páratartalomra kell korrigálni. A mindössze 1,5-4%-os O2 leolvasás aktívan tartja a katalizátort, de lelassítja az NO redukciós sebességét a tartomány alsó végén.
Diffúz kibocsátások: befogás a forrásnál
Az akkumulátorköteg nem az egyetlen kibocsátási pont. A szén fogadása, a szállítószalag, a koksznyomás és a sütőajtó szivárgása időszakos porszemeket generál, amelyeket olcsóbb felfogni, mint utólag megtisztítani. Az egyes átadási pontokon egy övvel lezárt burkolat, amely egy központi zsákházba van vezetve, távol tartja a porlasztott szénport a munkahelyi légkörtől és az akkumulátor tetejétől.
Szíjjal zárt burkolat a szállítószalag porelfogásához Teljes burkolat puha oldalsó csatlakozásokkal, amely alkalmazkodik a szalag szélességéhez és megereszkedéséhez, felfogja a szénport az átviteli pontokon, és megakadályozza a munkahelyi csóvákat, egy központi zsákházba vezetve. Termék megtekintése → A kezelőszerelvény a mérőlap tükre. Ha a füstgázelemzésből hiányoznak az SO3-ra, ammóniacsúszásra vagy kondenzált ködre vonatkozó adatok, akkor a tervezésből hiányzik a nedves ESP, a korrózióálló bélés vagy az SCR bypass – és az utólagos felszerelések mindig drágábbak, mint az eredeti telepítés.
Területi protokoll a kokszkemence füstgáz-összetételének mérésére
A védhető tervezési alap egy veremteszttel kezdődik, amely méri a száraz gáz összetételét, a nedvességet, az NOx-ot, SO2-t, SO3-at és a részecskéket az akkumulátorkötegnél legalább két teljes kokszolási cikluson keresztül, beleértve a töltési és nyomási csúcsokat is.
Térképezze fel a mintavételi rácsot a veremnél az US EPA 1. módszere szerint úgy, hogy minden egyes áthaladási pont a füstcső azonos területét képviselje.
Futtasson izokinetikus részecske-mintavételt az US EPA 5. vagy 17. módszerével, hogy felfogja a durva átvitt és kondenzálható anyagokat.
Folyamatosan elemezze az O2-t, CO2-t, CO-t és NOx-et a várható nedvességszintre kalibrált extrakciós analizátorral.
SO2 és SO3 külön-külön csapdába ejt; a szabályozott kondenzációs módszer megakadályozza, hogy az SO3 felszívódjon a kondenzvízbe.
Mérje meg közvetlenül a nedvességet és a savas harmatpontot egyensúlyi szondával, ahelyett, hogy a vízgőzt kizárólag az üzemanyag-elemzés alapján számítaná ki.
Minden mért értéket az óránkénti tüzelőanyag-gáz tömegmérleghez kell igazítani; a gázelemzés, amely nem egyezik az üzemanyag-bevitellel, hibás, függetlenül az analizátor kalibrálási tanúsítványától.
Ciklus riasztás
Ne átlagolja a veremtesztet a kokszolási fázisok szétválasztása nélkül. Az NOx a töltés és a tolás során elérheti az akkumulátor átlagértékének 1,5-2-szeresét, és az átlagra épített tervezési alap az első héten megbukik az engedélyezési teszten.
Gyakran Ismételt Kérdések
Mi a különbség a kokszolókemence-gáz és a kokszkemence füstgáz között?
A kokszolókemence-gáz egy hidrogénben gazdag tüzelőanyag, amelyet a szén elszenesítése során állítanak elő, míg a kokszolókemence füstgáza az égés során keletkező kipufogógáz az akkumulátor fűtési füstcsövében. Az üzemanyag mérgező és robbanásveszélyes; a füstgáz közömbös, de tartalmaz NOx-ot, SO2-t és kezelést igénylő részecskéket.
Mennyi CO2 van a kokszolókemence füstgázában?
A kokszolókemence füstgáza nedves alapon nagyjából 6-9%, szárazon 7,5-10,5% CO2-t tartalmaz a levegőfelesleg arányától és a tüzelőgáz metántartalmától függően.
Miért tartalmaz a kokszolókemence füstgáza annyi vízgőzt?
A tisztított kokszolókemence-gáz 50-60%-át hidrogén teszi ki. Égéskor egy térfogatnyi H2 egy térfogatnyi vízgőzt, míg a metán két térfogatnyi üzemanyagot termel. Együtt 15-20%-ra tolják a füstgáz nedvességtartalmát.
Mindig jelen van SO2 a kokszolókemence füstgázában?
Igen, kivéve, ha a kokszolókemence-gázt teljesen kéntelenítik felfelé. A gázüzem után is marad némi H2S-slip, amely SO2-vé oxidálódik a fűtési füstcsövekben, jellemzően 20-120 mg/Nm3 SO2-t termelve a füstgázban.
A lényeg: a füstgáz-összetételi lap a kokszolóüzem minden kibocsátáscsökkentő beruházásának tervrajza. Mérje meg, mielőtt bármit is méretezne.
