องค์ประกอบของก๊าซไอเสียจากเตาอบโค้ก: คู่มือที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลสำหรับการควบคุมการปล่อยมลพิษ

การทดสอบสแต็คสำหรับแบตเตอรี่เตาอบโค้กจะให้ บจก2 11.4% และ O2 2.8% ในรูปแบบแห้ง แต่ระบบบำบัดก๊าซไอเสียได้รับการออกแบบให้มี คาร์บอนไดออกไซด์ 9.0% และ O2 4.5% ตอนนี้ต้องปรับขนาดฟีดรีเอเจนต์และปริมาตรตัวเร่งปฏิกิริยา SCR เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ระบบหยุดทำงานหลายสัปดาห์ ซึ่งเป็นค่ารักษา ส่วนประกอบของก๊าซไอเสียจากเตาอบโค้ก เป็นสมมติฐานแทนอินพุตการออกแบบที่วัดได้

คู่มือนี้จะอธิบายพื้นฐานก๊าซดิบ หมายเลขก๊าซไอเสียหลังการเผาไหม้ และการเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างส่วนประกอบที่ตรวจวัดแต่ละรายการและอุปกรณ์ทำให้บริสุทธิ์ที่เลือกสำหรับโรงงานผลิตถ่านโค้ก เขียนขึ้นสำหรับวิศวกรโรงงาน ผู้จัดการ EHS และผู้ออกแบบ EPC ที่ต้องการพื้นฐานที่สามารถป้องกันได้สำหรับงานควบคุมการปล่อยมลพิษ

ก๊าซเตาอบโค้กดิบและก๊าซไอเสียจากการเผาไหม้ไม่ใช่กระแสเดียวกัน

ก๊าซเตาอบโค้กดิบคือก๊าซเชื้อเพลิงที่ดึงมาจากห้องถ่านโค้ก ในขณะที่ก๊าซไอเสียจากเตาอบโค้กคือไอเสียที่เกิดขึ้นเมื่อเชื้อเพลิงนั้นเผาไหม้ในผนังทำความร้อนของแบตเตอรี่ และกระแสทั้งสองต้องการกรอบการวิเคราะห์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง

COG ดิบออกจากเตาอบที่อุณหภูมิประมาณ 700-800 องศาเซลเซียส และบรรทุกไฮโดรเจน มีเทน คาร์บอนมอนอกไซด์ ไฮโดรคาร์บอน ค2 ไอน้ำมันดิน อะโรเมติก BTX แนฟทาลีน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และแอมโมเนีย มีค่าความร้อน 17-19 MJ/Nm3 เป็นพิษ สามารถระเบิดได้ในอากาศประมาณ 4% ถึง 30% โดยปริมาตร และต้องผ่านการแยกน้ำมันดิน การล้างแอมโมเนีย และการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ก่อนการยิง หลังจากโรงงานผลิตผลพลอยได้ เชื้อเพลิงสะอาดจะคงคุณลักษณะที่อุดมด้วยไฮโดรเจนซึ่งเป็นตัวกำหนดพฤติกรรมการเผาไหม้

เมื่อเชื้อเพลิงเข้าสู่ปล่องทำความร้อน การเผาไหม้จะเปลี่ยนตัวพาพลังงานให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่เสถียร เช่น สายพันธุ์ซัลเฟอร์ออกซิไดซ์เป็น SO2 ไนโตรเจนในอากาศที่เผาไหม้จะผ่านโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงส่วนใหญ่ และเศษส่วนของไฮโดรเจนจะกลายเป็นไอน้ำ กระแสผลลัพธ์จะถูกควบคุมโดยก๊าซเฉื่อย และนี่คือกระแสที่ใช้วัดการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

องค์ประกอบพื้นฐานแก๊สเตาอบโค้กก่อนการเผาไหม้

ก๊าซเตาอบโค้กที่ทำความสะอาดแล้วประกอบด้วยไฮโดรเจนประมาณ 50-60% มีเธน 25-30% คาร์บอนมอนอกไซด์ 5-10% คาร์บอนไดออกไซด์ 2-3% ไนโตรเจน 2-5% และไฮโดรคาร์บอนและก๊าซติดตามที่สูงขึ้น 1-3% โดยปริมาตร

แผนภูมิด้านล่างแสดงส่วนผสม COG ที่ได้รับการทำความสะอาดโดยตัวแทน อัตราส่วน H2-to-CH4 ที่ประมาณ 2:1 เป็นค่าเชื้อเพลิงที่สำคัญที่สุด เนื่องจากจะช่วยควบคุมอุณหภูมิเปลวไฟ การผลิตไอน้ำ และการก่อตัวของ NOx ในปล่องทำความร้อน

ส่วนประกอบการติดตามมีความสำคัญมากกว่าปริมาณที่แนะนำ:

H₂S ที่ 100-500 มก./Nm3 ใน COG ที่ทำความสะอาดแล้ว จะแปลงเกือบทั้งหมดเป็น SO₂ ในก๊าซไอเสีย

NH3 ที่ตกค้างมากกว่า 50 มก./นิวตันเมตรจะกลายเป็นไนโตรเจนที่จับกับเชื้อเพลิงและเพิ่มค่าพื้นฐาน NOx

หมอกน้ำมันและแนฟทาลีนนำพาอนุภาคคาร์บอนเข้าไปในเปลวไฟ และสร้างความเสี่ยงต่อการสะสมบนพื้นผิวที่ถ่ายเทความร้อน

องค์ประกอบก๊าซไอเสียของเตาอบโค้กหลังการเผาไหม้: ตัวเลขที่สำคัญ

เมื่อแก๊สเตาอบโค้กถูกยิงด้วยอากาศส่วนเกิน 5-15% ก๊าซไอเสียจะประกอบด้วยไนโตรเจนประมาณ 66-72% ไอน้ำ 15-20% คาร์บอนไดออกไซด์ 6-9% และออกซิเจน 1.5-4% บนพื้นฐานแบบเปียก โดยมี NOx อยู่ที่ 100-350 มก./นิวตันเมตร และมีอนุภาคอยู่ที่ 10-80 มก./นิวตันเมตร3

NOx ก่อตัวผ่านสามวิถีในเปลวไฟ COG NOx ความร้อน (เซลโดวิช) มีอิทธิพลเหนือกว่าเนื่องจากเปลวไฟที่อุดมด้วยไฮโดรเจนมีอุณหภูมิอะเดียแบติกสูง NOx ทันทีจะเกิดขึ้นในบริเวณหลังเปลวไฟบางๆ ซึ่งอนุมูลไฮโดรคาร์บอนทำปฏิกิริยากับไนโตรเจน และ NOx เชื้อเพลิงจะปรากฏขึ้นทุกครั้งที่แอมโมเนียหรือ HCN รอดพ้นจากพืชผลพลอยได้ ในแบตเตอรี่ที่ใช้งานได้ดี NOx ความร้อนคิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 80% ของทั้งหมด

องค์ประกอบก๊าซไอเสียของเตาอบโค้กขับเคลื่อนการเลือกอุปกรณ์บำบัดอย่างไร

ส่วนประกอบที่ตรวจวัดแต่ละส่วนของก๊าซไอเสียจะกำหนดการตัดสินใจในการบำบัดเฉพาะ: การโหลดอนุภาคจะเลือกตัวเก็บฝุ่น, SO2 จะเลือกตัวทำปฏิกิริยาการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์และเกรดวัสดุ, NOx จะเลือกปริมาตรตัวเร่งปฏิกิริยา SCR และไอน้ำจะกำหนดการจัดการอุณหภูมิ

อนุภาค: การปรับขนาดแบบถุงและสื่อกรอง

ปริมาณฝุ่นที่บรรจุ 10-80 มก./นิวตันเมตร ที่อุณหภูมิก๊าซไอเสีย 180-300 องศาเซลเซียส โดยปกติจะถูกจัดการโดยโรงบรรจุพัลส์เจ็ต PPS รู้สึกว่าเป็นสื่อเริ่มต้น เมมเบรน PTFE จะถูกเพิ่มเมื่อการโหลด SO2 ทำให้จุดน้ำค้างของกรดเพิ่มขึ้นใกล้กับอุณหภูมิในการทำงาน คำแนะนำที่มีอยู่เกี่ยวกับ การเลือกถุงกรองสำหรับก๊าซไอเสียอุตสาหกรรม แสดงให้เห็นว่าตัวเลือกสื่อเป็นไปตามการอ่านค่าการวิเคราะห์ก๊าซอย่างไร

เครื่องกรองฝุ่นแบบถุงพัลส์เจ็ตแรงดันต่ำสำหรับก๊าซหุงต้มอุณหภูมิสูง โรงเก็บถุงนี้จัดการปริมาณฝุ่นได้สูงถึง 80 มก./นิวตันเมตร ที่อุณหภูมิ 180-300°C โดยใช้ผ้าสักหลาด PPS หรือเมมเบรน PTFE สำหรับสภาวะจุดน้ำค้างที่เป็นกรด เพื่อให้มั่นใจว่าการปล่อยก๊าซไอเสียจะต่ำกว่า 8 มก./นิวตันเมตร ดูผลิตภัณฑ์ →

อนุภาคละเอียดและหมอกกรดหลังการกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชัน

หอกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชันแบบเปียกจะกำจัด SO2 แต่ทำให้กระแสน้ำอิ่มตัวด้วยความชื้น และสร้างหมอกซัลเฟตระดับต่ำกว่าไมครอน เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตแบบเปียกแบบรังผึ้งแนวตั้งปลายน้ำจะกำจัดหยดเหล่านั้น หากไม่มีสิ่งนี้ ก็จะพลาดขีดจำกัดความทึบ แม้ว่าการอ่านค่าฝุ่นตามมวลจะต่ำกว่าขีดจำกัดก็ตาม Anhui Tiankang Environmental Technology Co., Ltd. ซึ่งเป็นซัพพลายเออร์ระบบบำบัดก๊าซไอเสียทางอุตสาหกรรม นำเสนอการกำหนดค่า ESP แบบเปียกสำหรับโรงงานถ่านโค้กที่ต้องการเส้นทางการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่มีความเสี่ยงต่ำสำหรับรถไฟก๊าซไอเสียแบบสมบูรณ์

เครื่องตกตะกอนไฟฟ้าสถิตเปียกแบบรังผึ้งแนวตั้งสำหรับก๊าซอิ่มตัว ESP แบบเปียกนี้วางตำแหน่งหลังจากหอกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชันแบบเปียก โดยจะกำจัดหมอกซัลเฟตและความชื้นในระดับซับไมครอน ซัลเฟต ทำให้ได้ฝุ่นที่ปล่อยออกมาต่ำกว่า 5 มก./นิวตันเมตร เพื่อให้เป็นไปตามขีดจำกัดความทึบได้อย่างน่าเชื่อถือ ดูผลิตภัณฑ์ →

SO2 และก๊าซกรด: ทางเลือกของรีเอเจนต์และโลหะวิทยา

โดยปกติแล้ว SO2 ที่ 20-120 มก./นาโนเมตรจะถูกกำจัดออกด้วยเครื่องฟอกหินปูน-ยิปซั่มหรือแอมโมเนีย ข้อมูลองค์ประกอบขับเคลื่อนข้อกำหนดของวัสดุมากกว่าเคมีรีเอเจนต์: ปริมาณคลอไรด์และ SO3 เป็นตัวกำหนดว่าจำเป็นต้องใช้เหล็กกล้าคาร์บอน พลาสติกเสริมใยแก้ว หรือวัสดุภายในที่หุ้มด้วย C276 ในท่อทางออกและปล่องระบายหรือไม่

NOx: ปริมาตรตัวเร่งปฏิกิริยา SCR ได้รับการแก้ไขสำหรับ H2O และ O2 แล้ว

เครื่องปฏิกรณ์ SCR มีขนาดจากค่า NOx, O2 และ H2O ที่ทางเข้า ไอน้ำที่ 15-20% จะแข่งขันกับ NOx สำหรับตำแหน่งที่ทำงานบนตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีวาเนเดียม ดังนั้นจึงต้องแก้ไขปริมาตรสำหรับความชื้นของก๊าซไอเสียตามจริง แทนที่จะเป็นค่าเริ่มต้นของหม้อไอน้ำที่ใช้อากาศเป็นเชื้อเพลิง ค่า O2 ที่อ่านได้เพียง 1.5-4% จะทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาทำงาน แต่จะทำให้อัตราการลด NO ช้าลงที่ปลายล่างสุดของช่วง

การปล่อยก๊าซเรือนกระจก: ดักจับที่แหล่งกำเนิด

กองแบตเตอรี่ไม่ได้เป็นเพียงจุดเดียวที่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก การรับถ่านหิน สายพานลำเลียง การผลักโค้ก และการรั่วไหลของประตูเตาอบทำให้เกิดกลุ่มฝุ่นเป็นระยะๆ ซึ่งมีราคาถูกกว่าการทำความสะอาดภายหลัง ฝาครอบแบบปิดด้วยเข็มขัดที่จุดถ่ายโอนแต่ละจุด ซึ่งต่อเข้ากับ Baghouse ส่วนกลาง จะช่วยป้องกันฝุ่นถ่านหินที่แหลกลาญออกจากบรรยากาศในที่ทำงานและปิดหลังคาแบตเตอรี่

เครื่องดูดควันแบบปิดด้วยสายพานสำหรับดักจับฝุ่นบนสายพานลำเลียง กล่องหุ้มแบบเต็มพร้อมการเชื่อมต่อด้านข้างแบบอ่อนที่ปรับให้เข้ากับความกว้างและความหย่อนของสายพาน จับฝุ่นถ่านหินที่จุดถ่ายโอน และป้องกันไม่ให้มีขนในที่ทำงาน โดยต่อท่อไปยังโรงบรรจุส่วนกลาง ดูผลิตภัณฑ์ →

ระเบียบปฏิบัติภาคสนามสำหรับการวัดองค์ประกอบก๊าซไอเสียของเตาอบโค้ก

พื้นฐานการออกแบบที่สามารถป้องกันได้เริ่มต้นด้วยการทดสอบสแต็กที่จะวัดองค์ประกอบของก๊าซแห้ง ความชื้น NOx SO2 SO3 และอนุภาคที่ปึกแบตเตอรี่ในวงจรโค้กที่สมบูรณ์อย่างน้อยสองรอบ รวมถึงจุดสูงสุดการชาร์จและการดัน