蓄热式热力氧化器GRTO在煤化工领域的应用

  摘要：煤化工企业废气主要成分由VOCs、含硫化合物、含氮化合物和一氧化碳等，其中卤素、以及酸性气体的腐蚀问题为煤化工行业区别与其它行业的重点。根据煤化工领域有益经验和取得的良好效果提供参考。

  煤制焦过程废气：焦化废气主要来自于装煤、炼焦、化产回收等过程。装煤初期，煤料在高温条件下与空气接触，形成大量黑烟及烟尘、荒煤气及对人体健康有害的多环芳烃。炼焦时，废气一方面来自化学转化过程中未完全炭化的细煤粉及其析出的挥发组分、焦油、飞灰和泄漏的粗煤气，另一方面来自出焦时灼热的焦炭与空气接触生成的CO、CO2、NOx等,主要污染物包括苯系物（如苯并芘）、酚、氰、硫氧化物以及碳氢化合物等。

  煤制气过程中废气：煤制气废气的来源主要是气化炉开车过程中由于炉内结渣、火层倾斜等非正常停车而产生的逸散，另外，还有炉内的排空气形成部分废气、固定床气化炉的卸压废气、粗煤气净化工序中的部分尾气、硫酚类物质回收装置的尾气及酸性气体、氨回收吸收塔的排放气。这些废气的主要成分包括碳氧化物、硫氧化物、氨气、苯并芘、CO、CH4等，有些还夹杂了煤中的砷、镉、汞、铅等有害于人体健康的物质，对环境及人体健康有较大的危害。

  煤制油过程废气：煤的液化可分为直接液化和间接液化。煤直接液化时，经过加氢反应，所有异质原子基本被脱除，也无颗粒物，回收的硫能够得到元素硫，氮大多转化为氨。煤间接液化时，催化合成过程中的排放物不多，未反应的尾气（主要是CO）可以在燃烧器中燃烧，排放的废气中CO2和硫很少，也没有颗粒物的生成。煤液化过程对环境能够造成的影响较小，主要的污染物是液化残渣，这是一种高碳、高灰和高硫物质，在某些工艺中占到液化原料煤总量的40％左右，需进一步处理。

  煤燃烧过程废气：煤燃烧过程主要污染物有粉尘与烟雾、SO2为主的硫化物、N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4等氮氧化物、Hg、Cd、Pb、Cr、As、Se、F等有害微量元素、产生温室效应的CO2等。煤直接燃烧的能量利用率低，环境污染严重。

  以某石化项目为例：废气最大风量20000Nm3/h，废气浓度约3500mg/m3。主要成分如下：甲苯、苯乙烯和少量酸性气体等成分。

  废气属于小风量、高浓度废气，大部分为有机废气，含有部分酸性气体，采用较为合理的工艺为：洗涤+GRTO+洗涤。对于大部分有机废气的分解温度在760摄氏度以下，其中苯环和卤素，在400℃左右条件下，易产生二噁英，但二噁英可以在温度高于850摄氏度且燃烧时间大于1S或者温度高于800摄氏度且燃烧时间大于2S时就能分解掉，苯环被破坏掉后就不会有二噁英产生，即其反应是不可逆的，所以安居乐的炉膛设计燃烧温度是850摄氏度且燃烧时间在2S以上。

  GRTO原理：蓄热式热氧化炉，专业处理有机废气，使有机废气在高温环境里分解干净，分解率达到99％以上，最终使废气排放符合国家环保标准。此热氧化炉使用两个固定的热交换媒介床，热交换媒介使用的是蓄热陶瓷，来自生产线的废气经过一个热陶瓷媒介床后被加热；到炉膛后燃烧的高温气体将另一个热交换媒介床加热，如此两个热交换媒介床互相切换，蓄热后去加热低温废气。热交换效率达到95％以上，很容易利用有机废气实现氧化炉的自我维持，而不用任何燃料。

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