Sastav dimnog plina iz koksne peći: Vodič za kontrolu emisije temeljen na podacima

Ispitivanje dimnjaka za bateriju koksne peći daje 11,4% CO2 i 2,8% O2 na suhoj osnovi, ali sustav za obradu dimnih plinova dizajniran je oko 9,0% CO2 i 4,5% O2. Dovod reagensa sada treba promijeniti veličinu i povećati volumen SCR katalizatora, dodajući tjedne prekida rada. Ovo je trošak liječenja sastav dimnog plina koksne peći kao pretpostavka umjesto izmjerenog projektnog unosa.

Ovaj vodič postavlja osnovnu vrijednost sirovog plina, brojeve dimnih plinova nakon izgaranja i izravnu vezu između svake mjerene komponente i opreme za pročišćavanje odabrane za postrojenje za koksanje. Napisana je za inženjere postrojenja, EHS menadžere i EPC dizajnere koji trebaju obranjivu osnovu za rad na kontroli emisija.

Sirovi plin iz koksne peći i dimni plin izgaranja nisu isti tok

Sirovi plin iz koksne peći gorivi je plin izvučen iz komore za koksiranje, dok je dimni plin iz koksne peći ispušni plin koji nastaje kada to gorivo izgara u grijaćim stjenkama baterije, a ta dva toka trebaju potpuno različite analitičke okvire.

Sirovi COG izlazi iz peći na otprilike 700-800 stupnjeva C i nosi vodik, metan, ugljikov monoksid, C2 ugljikovodike, katranske pare, BTX aromate, naftalen, sumporovodik i amonijak. Ima ogrjevnu vrijednost od 17-19 MJ/Nm3, toksičan je, eksplozivan je u zraku između otprilike 4% i 30% volumena, a prije pečenja mora proći kroz odvajanje katrana, pranje amonijakom i odsumporavanje. Nakon postrojenja za nusproizvode, čisto gorivo zadržava karakter bogat vodikom koji definira njegovo ponašanje pri izgaranju.

Kada gorivo uđe u dimovodne cijevi za grijanje, izgaranje pretvara nositelje energije u stabilne produkte: vrste sumpora oksidiraju u SO2, dušik iz zraka za izgaranje prolazi uglavnom nepromijenjen, a frakcija vodika postaje vodena para. Rezultirajućom strujom dominira inertni plin, a to je struja na kojoj se mjeri ekološka usklađenost.

Osnovni sastav plina iz koksne peći prije izgaranja

Pročišćeni plin iz koksne peći sastoji se od otprilike 50-60% vodika, 25-30% metana, 5-10% ugljičnog monoksida, 2-3% ugljičnog dioksida, 2-5% dušika i 1-3% viših ugljikovodika i plinova u tragovima po volumenu.

Grafikon u nastavku prikazuje reprezentativnu očišćenu COG smjesu. Omjer H2-CH4 od otprilike 2:1 je najvažnija vrijednost goriva jer kontrolira temperaturu plamena, proizvodnju vodene pare i stvaranje NOx u dimnim kanalima za grijanje.

Komponente u tragovima važnije su nego što njihov volumen sugerira:

H₂S pri 100-500 mg/Nm3 u pročišćenom COG gotovo se u potpunosti pretvara u SO₂ u dimnom plinu.

Preostali NH3 iznad 50 mg/Nm3 postaje dušik vezan za gorivo i podiže osnovnu vrijednost NOx.

Katranska magla i naftalin prenose čestice ugljika u plamen i stvaraju rizik od naslaga na površinama za prijenos topline.

Sastav dimnog plina iz koksne peći nakon izgaranja: brojevi koji su važni

Kada se plin iz koksne peći loži s 5-15% viška zraka, dimni plin sadrži približno 66-72% dušika, 15-20% vodene pare, 6-9% ugljičnog dioksida i 1,5-4% kisika na mokroj osnovi, s NOx na 100-350 (prikaz, stručni). mg/Nm3 i česticama na 10-80 mg/Nm3.

NOx nastaje kroz tri puta u COG plamenu. Toplinski (Zeldovich) NOx dominira jer plamen bogat vodikom doseže visoke adijabatske temperature. Brzi NOx se stvara u tankoj zoni nakon plamena gdje radikali ugljikovodika reagiraju s dušikom, a NOx goriva se pojavljuje kad god amonijak ili HCN prežive nusproizvod postrojenja. U bateriji koja dobro radi, toplinski NOx čini više od 80% ukupnog iznosa.

Kako sastav dimnih plinova iz koksne peći utječe na odabir opreme za obradu

Svaka izmjerena komponenta dimnog plina diktira specifičnu odluku o obradi: opterećenje česticama odabire sakupljač prašine, SO2 odabire reagens za odsumporavanje i stupanj materijala, NOx odabire volumen SCR katalizatora, a vodena para diktira upravljanje temperaturom.

Čestice: dimenzioniranje vreće i filterski medij

Opterećenja prašine od 10-80 mg/Nm3 pri temperaturama dimnih plinova od 180-300 stupnjeva C normalno se rješavaju pomoću pulsno-mlaznih vrećastih komora. PPS filc je zadani medij; PTFE membrane se dodaju kada punjenje SO2 podigne kiselo rosište blizu radne temperature. Dostupne smjernice o odabir vrećastog filtra za industrijske dimne plinove pokazuje kako izbor medija slijedi očitanje plinske analize.

Niskotlačni pulsni vrećasti skupljač prašine za visokotemperaturne dimne plinove Ovaj vrećasti spremnik podnosi opterećenja prašine do 80 mg/Nm3 na 180-300°C, koristeći PPS filc ili PTFE membrane za uvjete kisele točke rosišta, osiguravajući izlazne emisije ispod 8 mg/Nm3. Pogledajte proizvod →

Fine čestice i kisela magla nakon odsumporavanja

Mokri toranj za odsumporavanje uklanja SO2, ali zasićuje struju vlagom i stvara submikronsku sulfatnu maglu. Nizvodni vertikalni saćasti mokri elektrostatički taložnik uklanja te kapljice; bez toga, granice neprozirnosti su promašene čak i kada je očitanje prašine temeljeno na masi ispod granice. Anhui Tiankang Environmental Technology Co., Ltd., dobavljač industrijskog sustava za obradu dimnih plinova, nudi ovu mokru ESP konfiguraciju za koksare kojima je potrebna staza usklađenosti s niskim rizikom za cijeli niz dimnih plinova.

Vertikalni saćasti mokri elektrostatički filter za zasićeni plin Postavljen nakon mokrog tornja za odsumporavanje, ovaj mokri ESP uklanja submikronsku sulfatnu maglu i vlagu, postižući izlaznu prašinu ispod 5 mg/Nm3 kako bi se pouzdano zadovoljila ograničenja neprozirnosti. Pogledajte proizvod →

SO2 i kiseli plinovi: izbor reagensa i metalurgije

SO2 u količini od 20-120 mg/Nm3 obično se uklanja čistilom na bazi vapnenca i gipsa ili amonijaka. Podaci o sastavu pokreću specifikaciju materijala više od kemije reagensa: sadržaj klorida i SO3 određuje jesu li potrebni ugljični čelik, plastika ojačana vlaknima ili unutarnji dijelovi obloženi C276 u izlaznom kanalu i dimnjaku.

NOx: Volumen SCR katalizatora korigiran je za H2O i O2

SCR reaktor se dimenzionira prema ulaznim vrijednostima NOx, O2 i H2O. Vodena para od 15-20% natječe se s NOx za aktivna mjesta na katalizatoru na bazi vanadija, tako da se volumen mora korigirati za stvarnu vlažnost dimnog plina umjesto zadanih vrijednosti kotla koji gori zrakom. Očitavanje O2 od samo 1,5-4% održava katalizator aktivnim, ali usporava stopu smanjenja NO na donjoj granici raspona.

Fugitivne emisije: hvatanje na izvoru

Niz baterija nije jedina točka emisije. Prijem ugljena, trakasti transporteri, potiskivanje koksa i curenje na vratima peći stvaraju povremene oblake prašine koje je jeftinije uhvatiti nego naknadno očistiti. Poklopac zatvoren remenom na svakoj točki prijenosa, odveden do središnjeg spremnika s vrećama, drži ugljenu prašinu u prahu izvan atmosfere radnog mjesta i s krova baterije.

Poklopac s remenom za hvatanje prašine na transportnoj traci Potpuno kućište s mekim bočnim spojevima koji se prilagođavaju širini trake i progibu, hvatajući ugljenu prašinu na točkama prijenosa i sprječavajući oblake na radnom mjestu, odveden u središnju vreću. Pogledajte proizvod →

Terenski protokol za mjerenje sastava dimnih plinova iz koksnih peći

Obranjiva osnova dizajna započinje ispitivanjem dimnjaka koji mjeri sastav suhog plina, vlagu, NOx, SO2, SO3 i čestice na akumulatoru tijekom najmanje dva potpuna ciklusa koksiranja, uključujući vršne vrijednosti punjenja i potiskivanja.