两种主流煤制气二氧化碳尾气治理技术,哪个更适用?

目前,煤制气中粗煤气净化工艺普遍采用低温甲醇洗技术。其净化原理是利用物理吸收方法脱除粗煤气里所含的有害杂质,为后序工段提供合格的原料气。低温甲醇洗工艺中尾气洗涤塔塔顶会连续排放二氧化碳尾气。目前针对二氧化碳尾气的主流治理技术主要分为蓄热式热氧化工艺和直燃式热氧化工艺。他们分别具有什么特点呢?跟随【石化产业观察(SHCYGC)】一起来看看吧。

笔者的体会是:

当低温甲醇洗二氧化碳尾气的热值小于0.1标准立方米时,建议采用高热回收率的蓄热式热氧化工艺。因为当低温甲醇洗二氧化碳尾气的热值在0.1~1.6兆焦尔/标准立方米时,若采用直燃式热氧化工艺,即使将稀释空气、废气均预热,仍需要消耗大量燃料气。若采用蓄热式热氧化工艺,则不消耗燃料气。

当低温甲醇洗二氧化碳尾气的热值在1.6~3.5兆焦尔/标准立方米时,建议采用直燃式热氧化工艺。因为该工艺可将稀释空气预热或者将稀释空气、废气均预热,可不消耗燃料气并副产蒸气。当低温甲醇洗二氧化碳尾气的热值超过3.5兆焦尔/标准立方米时,采用直燃式热氧化工艺,可不设置预加热器实现燃料气的零消耗。

举例说明:

内蒙古某煤制气项目的低温甲醇洗二氧化碳尾气总气量为2×114081标准立方米/小时,不满足环保要求,需要对其进行治理。经计算,该尾气的热值为1.65兆焦尔/标准立方米,理论上采用蓄热式热氧化或者直燃式热氧化工艺均合适。

如果采用蓄热式热氧化工艺,为满足挥发性有机化合物的去除率要求,经计算需要补充230000标准立方米/小时稀释空气以确保出口烟气含氧量不小于6%。设置两套5个蓄热式热氧化装置,在高温环境下将挥发性有机化合物净化为无害化的二氧化碳和水。5个蓄热式热氧化室中每个蓄热室室内填充着耐高温蜂窝状陶瓷蓄热材料。通过5个蓄热室轮流进行2进2出1反吹的工序,改变气体循环的方向。利用陶瓷蓄热体较高的热回收效率,将高温烟气的热量贮存起来,用于预热新进入的有机废气,从而节省升温所需要的燃料消耗,降低运行成本。采用蓄热式热氧化工艺后,出口烟气中二氧化硫经基准氧含量折算后排放浓度为17.33毫克/立方米,满足环保要求。具体工艺路线为2×5个蓄热式热氧化+废热锅炉+烟囱。其中蓄热式热氧化蓄热室出口烟气控制在120摄氏度、废热锅炉出口烟气温度控制在190摄氏度,混合后进烟囱前烟气温度为150摄氏度。废热锅炉产能为95.13吨/小时。

如果采用直燃式热氧化工艺,为满足挥发性有机化合物的去除率要求,经计算需要补充162000标准立方米/小时稀释空气以确保出口烟气含氧量不小于3.5%。设置1套直燃式热氧化装置,在高温条件下将挥发性有机化合物净化为无害化的二氧化碳和水。采用直燃式热氧化工艺后,出口烟气中二氧化硫经基准氧含量折算后排放浓度为17.31毫克/立方米,满足环保要求。

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