ترکیب گاز دودکش کوره کک: راهنمای داده محور برای کنترل انتشار

یک آزمایش پشته برای یک باتری کوره کک، 11.4٪ CO2 و 2.8٪ O2 را به صورت خشک برمی گرداند، اما سیستم تصفیه گاز دودکش حدود 9.0٪ CO2 و 4.5٪ O2 طراحی شده است. اکنون باید اندازه خوراک معرف تغییر کند و حجم کاتالیزور SCR افزایش یابد و هفته‌ها خاموشی اضافه شود. این هزینه درمان است ترکیب گازهای دودکش کوره کک به عنوان یک فرض به جای یک ورودی طراحی اندازه گیری شده.

این راهنما خط پایه گاز خام، اعداد گاز دودکش پس از احتراق و ارتباط مستقیم بین هر جزء اندازه گیری شده و تجهیزات تصفیه انتخاب شده برای یک کارخانه کک سازی را نشان می دهد. این برای مهندسان کارخانه، مدیران EHS و طراحان EPC نوشته شده است که به یک مبنای قابل دفاع برای کار کنترل انتشار نیاز دارند.

گاز کک خام کوره و گاز دودکش احتراق جریان یکسانی ندارند

گاز کوره کک خام، گاز سوختی است که از محفظه کک‌سازی استخراج می‌شود، در حالی که گاز دودکش کوره کک اگزوزی است که هنگام سوختن سوخت در دیواره‌های گرمایش باتری تولید می‌شود و این دو جریان به چارچوب‌های تحلیلی کاملاً متفاوتی نیاز دارند.

COG خام اجاق ها را در حدود 700-800 درجه سانتیگراد ترک می کند و هیدروژن، متان، مونوکسید کربن، هیدروکربن های C2، بخار قطران، مواد آروماتیک BTX، نفتالین، سولفید هیدروژن و آمونیاک را حمل می کند. دارای ارزش حرارتی 17-19 MJ/Nm3 است، سمی است، در هوا بین 4 تا 30 درصد حجمی قابل انفجار است و قبل از شلیک باید از جداسازی قطران، شستشوی آمونیاک و گوگرد زدایی عبور کند. پس از کارخانه محصول فرعی، سوخت تمیز ویژگی غنی از هیدروژن را حفظ می کند که رفتار احتراق آن را مشخص می کند.

هنگامی که سوخت وارد دودکش‌های گرمایشی می‌شود، احتراق حامل‌های انرژی را به محصولات پایدار تبدیل می‌کند: گونه‌های گوگرد به SO2 اکسید می‌شوند، نیتروژن هوای احتراق تا حد زیادی بدون تغییر از آن عبور می‌کند، و کسر هیدروژن تبدیل به بخار آب می‌شود. جریان حاصل تحت سلطه گاز بی اثر است و این جریانی است که مطابقت محیطی بر روی آن اندازه گیری می شود.

خط پایه ترکیب گاز کوره کک قبل از احتراق

گاز کک تمیز شده تقریباً شامل 50-60٪ هیدروژن، 25-30٪ متان، 5-10٪ مونوکسید کربن، 2-3٪ دی اکسید کربن، 2-5٪ نیتروژن و 1-3٪ هیدروکربن های بالاتر و گازهای کمیاب بر حسب حجم است.

نمودار زیر یک مخلوط COG تمیز شده را نشان می دهد. نسبت H2 به CH4 تقریباً 2:1 مهمترین مقدار سوخت است زیرا دمای شعله، تولید بخار آب و تشکیل NOx در دودکش های گرمایشی را کنترل می کند.

اجزای ردیابی بیشتر از آنچه حجم آنها نشان می دهد اهمیت دارند:

H2S در 100-500 mg/Nm3 در COG تمیز شده تقریباً به طور کامل به SO2 در گاز دودکش تبدیل می شود.

باقیمانده NH3 بالای 50 mg/Nm3 به نیتروژن متصل به سوخت تبدیل می شود و خط پایه NOx را افزایش می دهد.

غبار قیر و نفتالین ذرات کربن را به داخل شعله حمل می کنند و خطرات رسوبی را روی سطوح انتقال حرارت ایجاد می کنند.

ترکیب گاز دودکش کوره کک پس از احتراق: اعدادی که مهم هستند

هنگامی که گاز کوره کک با 5-15٪ هوای اضافی پخته می شود، گاز دودکش حاوی تقریباً 66-72٪ نیتروژن، 15-20٪ بخار آب، 6-9٪ دی اکسید کربن، و 1.5-4٪ اکسیژن به صورت مرطوب، با NOx در 100-350 mg/Nm 30 ذرات و 350 mg/Nm30 ذرات در Nm30.

NOx از طریق سه مسیر در شعله COG تشکیل می شود. NOx حرارتی (Zeldovich) غالب است زیرا شعله غنی از هیدروژن به دمای آدیاباتیک بالا می رسد. NOx سریع در منطقه نازک پس از شعله تشکیل می شود، جایی که رادیکال های هیدروکربنی با نیتروژن واکنش می دهند، و هر زمان که آمونیاک یا HCN از گیاه فرعی زنده بماند، NOx سوخت ظاهر می شود. در باتری هایی که به خوبی کار می کنند، NOx حرارتی بیش از 80 درصد کل را تشکیل می دهد.

چگونه ترکیب گاز دودکش کوره کک باعث انتخاب تجهیزات تصفیه می شود

هر جزء اندازه گیری شده از گاز دودکش تصمیم خاصی را برای تصفیه دیکته می کند: بارگذاری ذرات جمع کننده گرد و غبار را انتخاب می کند، SO2 معرف گوگرد زدایی و درجه مواد را انتخاب می کند، NOx حجم کاتالیزور SCR را انتخاب می کند و بخار آب مدیریت دما را تعیین می کند.

ذرات: اندازه کیسه و رسانه فیلتر

بارگیری گرد و غبار 80-10 میلی گرم بر نیوتن متر مکعب در دمای گاز دودکش 180 تا 300 درجه سانتیگراد معمولاً توسط یک کیسه خانه پالس جت کنترل می شود. فلت PPS رسانه پیش فرض است. هنگامی که بارگذاری SO2 نقطه شبنم اسید را نزدیک به دمای عملیاتی افزایش می دهد، غشاهای PTFE اضافه می شوند. راهنمای موجود در انتخاب فیلتر کیسه ای برای گازهای دودکش صنعتی نشان می دهد که چگونه انتخاب رسانه از بازخوانی تجزیه و تحلیل گاز پیروی می کند.

جمع کننده گرد و غبار کیسه جت پالس کم فشار برای گاز دودکش با دمای بالا این کیسه‌خانه بارهای گرد و غبار تا 80 میلی‌گرم بر نیوتن متر مکعب را در دمای 180 تا 300 درجه سانتی‌گراد، با استفاده از غشاهای نمدی PPS یا PTFE برای شرایط نقطه شبنم اسیدی تحمل می‌کند و از انتشار خروجی زیر 8 میلی‌گرم بر نیوتن متر مکعب اطمینان می‌دهد. مشاهده محصول →

ذرات ریز و غبار اسیدی پس از گوگردزدایی

یک برج گوگرد زدایی مرطوب SO2 را حذف می کند اما جریان را با رطوبت اشباع می کند و غبار سولفات زیر میکرونی تولید می کند. یک رسوب‌دهنده الکترواستاتیک خیس لانه زنبوری عمودی پایین دست، این قطرات را حذف می‌کند. بدون آن، محدودیت های کدورت حتی زمانی که قرائت گرد و غبار مبتنی بر جرم کمتر از حد باشد، نادیده گرفته می شود. Anhui Tiankang Environmental Technology Co., Ltd.، یک تامین کننده سیستم تصفیه گازهای دودکش صنعتی، این پیکربندی ESP مرطوب را برای کارخانه های کک سازی که به یک مسیر انطباق کم خطر برای قطار کامل گاز دودکش نیاز دارند، ارائه می دهد.

رسوب دهنده الکترواستاتیک مرطوب لانه زنبوری عمودی برای گاز اشباع این ESP مرطوب که پس از یک برج گوگردزدایی مرطوب قرار گرفته است، غبار و رطوبت سولفات زیر میکرونی را حذف می کند و گرد و غبار خروجی زیر 5 میلی گرم بر نیوتن متر مکعب را به دست می آورد تا محدودیت های شفافیت را به طور قابل اعتمادی برآورده کند. مشاهده محصول →

SO2 و گازهای اسیدی: انتخاب معرف و متالورژی

SO2 در 20-120 میلی گرم بر نیوتن متر مکعب معمولاً با اسکرابر سنگ آهک-گچ یا آمونیاک حذف می شود. داده‌های ترکیب، مشخصات مواد را بیشتر از شیمی معرف هدایت می‌کند: محتوای کلرید و SO3 تعیین می‌کند که آیا فولاد کربن، پلاستیک تقویت‌شده با الیاف، یا قطعات داخلی با پوشش C276 در مجرای خروجی و پشته مورد نیاز است یا خیر.

NOx: حجم کاتالیزور SCR برای H2O و O2 تصحیح می شود

اندازه راکتور SCR از مقادیر ورودی NOx، O2 و H2O است. بخار آب در 15 تا 20 درصد با NOx برای مکان‌های فعال روی کاتالیزور مبتنی بر وانادیوم رقابت می‌کند، بنابراین به‌جای پیش‌فرض‌های دیگ بخار، حجم باید برای رطوبت واقعی گاز دودکش اصلاح شود. خواندن O2 تنها 1.5-4٪ کاتالیزور را فعال نگه می دارد اما سرعت کاهش NO را در انتهای پایین محدوده کاهش می دهد.

انتشار فرار: ضبط در منبع

پشته باتری تنها نقطه انتشار نیست. دریافت زغال‌سنگ، نوار نقاله‌ها، فشار کک و نشت درب کوره، توده‌های گرد و غبار متناوب را ایجاد می‌کنند که گرفتن آن ارزان‌تر از تمیز کردن پس از آن است. یک هود محصور در کمربند در هر نقطه انتقال، که به یک کیسه‌خانه مرکزی هدایت می‌شود، گرد و غبار زغال‌سنگ پودر شده را از جو محل کار و سقف باتری دور نگه می‌دارد.

هود تسمه ای برای جذب گرد و غبار نوار نقاله یک محفظه کامل با اتصالات جانبی نرم که با عرض و افتادگی کمربند سازگار است، گرد و غبار زغال سنگ را در نقاط انتقال جذب می کند و از ریزش ستون های محل کار جلوگیری می کند، به یک کیسه خانه مرکزی هدایت می شود. مشاهده محصول →

یک پروتکل میدانی برای اندازه گیری ترکیب گازهای دودکش کوره کک

اساس طراحی قابل دفاع با آزمایش پشته شروع می شود که ترکیب گاز خشک، رطوبت، NOx، SO2، SO3 و ذرات موجود در پشته باتری را در حداقل دو چرخه کامل کک سازی، از جمله پیک های شارژ و فشار اندازه گیری می کند.