راهکارهای تصفیه صنایع شیمیایی مرغوب

• ویژگی‌های گاز پسماند: گاز پسماند حاوی مواد آلی حاوی نیتروژن، آلاینده‌های آلی گوگرد و کلر و گاز پسماند اسید-باز معدنی است.
• منبع گاز زائد: گاز زائد فرآیند تولید کارگاه و گاز زائد جمع‌آوری‌شده توسط تصفیه‌خانه فاضلاب
• اجزای گاز زائد: آمونیاک، استرها، هیدروکربن‌ها، سری بنزن، کلرید هیدروژن، سولفید هیدروژن
• طرح فرآیند: پیش تصفیه + RTO + SCR + کلر گوگردزدایی

برای مدیریت و تصفیه مؤثر گازهای زائد، یک فرآیند تصفیه چند مرحله‌ای پیشنهاد شده است. این رویکرد یکپارچه شامل موارد زیر است:

1. پیش تصفیه: این مرحله ذرات بزرگ را حذف کرده و دما و رطوبت جریان گاز را تنظیم می‌کند و آن را برای مراحل بعدی تصفیه آماده می‌کند.
2. اکسیدکننده حرارتی احیاکننده (RTO): در اینجا، گاز زائد تا دمای بالا گرم می‌شود و ترکیبات آلی را به دی اکسید کربن و بخار آب اکسید می‌کند.
3. کاهش کاتالیزوری انتخابی (SCR): پس از RTO، SCR با استفاده از یک کاتالیزور و یک عامل کاهنده مانند آمونیاک، اکسیدهای نیتروژن (NOx) را کاهش داده و آنها را به نیتروژن و آب تبدیل می‌کند.
4. گوگردزدایی و کلرزدایی: مراحل نهایی بر حذف ترکیبات گوگرد و کلر تمرکز دارند. گوگردزدایی، دی‌اکسید گوگرد (SO₂) را به محصولات جانبی بی‌ضرر تبدیل می‌کند، در حالی که کلرزدایی، ترکیباتی مانند کلرید هیدروژن را تصفیه می‌کند و تضمین می‌کند که گاز منتشر شده مطابق با استانداردهای سختگیرانه زیست‌محیطی باشد.

با اجرای این فرآیند چند مرحله‌ای، سیستم RP Techniek BV RTO یک راه‌حل قابل اعتماد و کارآمد برای تصفیه گازهای زائد در صنایع شیمیایی مرغوب ارائه می‌دهد که باعث افزایش حفاظت از محیط زیست و حمایت از شیوه‌های صنعتی پایدار می‌شود.

ایمنی اولویت اساسی در طراحی و بهره‌برداری از سیستم‌های RTO ما است. برنامه کنترل یکپارچه دارای خودآزمایی و قفل ایمنی چند سطحی برای اطمینان از قابلیت اطمینان عملیاتی است. اجزای ایمنی حیاتی - از جمله شعله‌شکن‌ها، دیسک‌های راپچر و تهویه اضطراری - برای جلوگیری از حوادث خطرناک نصب شده‌اند. عملکردهایی مانند تشخیص اختلاف فشار، کنترل ایمنی سیستم احتراق و شیرهای بای‌پس دمای بالا، حفاظت از سیستم را بیشتر افزایش می‌دهند. در شرکت ما، ایمنی فقط یک ویژگی نیست - بلکه شاهراه ما است که در هر طراحی و فرآیندی تعبیه شده است. اقدامات خاص به شرح زیر است: 

گازهای خروجی باید قبل از ورود به یک اکسیدکننده حرارتی احیاکننده (RTO) تحت یک سری فرآیندهای پیش تصفیه فیزیکی یا شیمیایی قرار گیرند تا الزامات ورودی را برآورده کنند. همه جریان‌های خروجی برای تصفیه RTO مناسب نیستند: غلظت مواد آلی باید زیر 25% از حد پایین انفجار باقی بماند و برای جلوگیری از رسوب‌گذاری و خطرات ایمنی، باید از مواد مستعد واکنش یا پلیمریزاسیون - مانند استایرن - اجتناب شود. علاوه بر این، سطح ذرات باید زیر 5 میلی‌گرم در متر مکعب نگه داشته شود، به خصوص هنگامی که آلاینده‌های چسبنده مانند قیر یا غبار رنگ وجود دارند. جریان گاز همچنین باید جریان، دما، فشار و غلظت پایدار و بدون نوسانات قابل توجه را نشان دهد تا عملکرد مداوم و ایمن تضمین شود. رعایت این دستورالعمل‌ها برای حفظ راندمان بالای تصفیه و جلوگیری از خطرات عملیاتی ضروری است.

گاز خروجی را با استفاده از کمپرسور فشرده کنید و سپس آن را به مقدار مشخصی برای تصفیه به RTO تحویل دهید.

غلظت گاز خروجی اگزوز را با متراکم کردن آن در یک کندانسور بر اساس خواص VOCs موجود در اجزا کنترل کنید. حلالی با حلالیت بالا برای گاز خروجی با غلظت بالا انتخاب کنید تا آن را جذب کند.

برای مدیریت جریان‌هایی با غلظت بیش از LEL، ابتدا باید محتوای اکسیژن با استفاده از گازهای بی‌اثر مانند نیتروژن یا CO₂ کاهش یابد تا غلظت‌ها به زیر LEL برسد و سپس با هوا رقیق‌سازی بیشتر انجام شود تا به زیر 25% از LEL برسد. منابع احتراق باید کنترل شوند. هنگام استفاده از رقیق‌سازی با هوا، می‌توان از اسپری آب برای از بین بردن منابع بالقوه استفاده کرد و تناوب جایگزینی آب اسپری بر اساس حلالیت VOC نیز مؤثر است. ذخیره‌سازی و رهاسازی کنترل‌شده از طریق مخازن بزرگ اتمسفری یا مخازن تحت فشار نیز یک روش مؤثر است.

شستشوی اسیدی برای حذف اجزای قلیایی، شستشوی قلیایی برای خنثی کردن آلاینده‌های اسیدی و شستشوی آب می‌تواند نمک‌های معدنی را از جریان اگزوز حذف کند.

برای گازهایی که محتوای بخار آب بالایی دارند، باید تجهیزات رطوبت‌زدایی نصب شود. خطوط لوله باید شیب‌دار باشند تا با توجه به تأثیر دما بر فشار بخار اشباع، زهکشی تسهیل شود. خروجی‌های تخلیه باید در نقاط پایین فن‌ها، تجهیزات و دودکش‌ها نصب شوند تا فشار منفی سیستم به خطر نیفتد.

غلظت مواد با نقطه اشتعال پایین باید کنترل شود تا از احتراق در کف بستر احیا جلوگیری شود. ترکیبات آلی کلردار باید برای به حداقل رساندن خوردگی اسید هیدروکلریک، با استفاده از جذب سطحی یا جذب سطحی در صورت لزوم، کاهش یابند. هنگام تصفیه گازهای زائد حاوی کلر، سطح آمونیاک باید از طریق آب یا شستشوی اسیدی مدیریت شود تا از رسوب نمک آمونیوم و گرفتگی در محیط سرامیکی جلوگیری شود.

استراتژی پیش‌تصفیه، فیلتراسیون مکانیکی را با شستشوی معکوس بخار خودکار برای جداسازی و حذف آلاینده‌ها ترکیب می‌کند، در حالی که از تنظیم دما برای کاهش محتوای اجزای چسبناک و مواد با نقطه جوش بالا در گاز خروجی استفاده می‌شود.

مخازن بافر همچنین می‌توانند به عنوان مخازن آب‌بندی مایع عمل کنند و ضمن کاهش تغییرات غلظت، اختلاط و همگن‌سازی جریان گاز را فراهم کنند.

سیستم پس تصفیه RTO به فرآیندی اطلاق می‌شود که در آن گاز خروجی، پس از انجام عملیات اکسیداسیون حرارتی RTO، تحت یک سری روش‌های تصفیه فیزیکی یا شیمیایی قرار می‌گیرد تا اطمینان حاصل شود که گاز خروجی از RTO مطابق با استانداردهای انتشار گازهای آلاینده است. هدف از پس تصفیه، اطمینان از مطابقت تمام شاخص‌های انتشار گازهای آلاینده با استانداردهای انتشار گازهای آلاینده است.

جذب SO₂، HCl، COCl₂.

جذب دیوکسین‌ها و سایر مواد با الزامات انتشار ویژه.

نیترات‌زدایی SNCR: کارایی <60%. SNCR, without the use of a catalyst, uniformly injects an amino-based reducing agent, such as ammonia or urea, into the flue gas at temperatures between 850°C and 1100°C. The reducing agent rapidly decomposes within the furnace, reacting with NOx in the flue gas to produce N2 and H2O (with little reaction to oxygen in the flue gas), thereby achieving denitrification.

نیترات‌زدایی SCR: بسیار کارآمد. SCR پرکاربردترین فناوری نیترات‌زدایی گاز دودکش در سطح بین‌المللی است. این فناوری در اکثر نیروگاه‌ها در کشورها و مناطقی مانند ژاپن، اروپا و ایالات متحده استفاده می‌شود. این فناوری هیچ محصول جانبی تولید نمی‌کند، آلودگی ثانویه ایجاد نمی‌کند، ساختار دستگاه ساده‌ای دارد و راندمان حذف بالایی (بیش از 90%)، عملکرد قابل اعتماد و نگهداری آسان را ارائه می‌دهد. فناوری SCR با تزریق آمونیاک به گاز دودکش در دمای تقریباً 180-420 درجه سانتیگراد بر روی یک کاتالیزور، NOₓ را به N₂ و H₂O کاهش می‌دهد.

این راهکار از فناوری پیشرفته بین‌المللی RTO چرخشی بهره می‌برد که راندمان بالای تصفیه و راندمان حرارتی را تضمین می‌کند. فاضلاب حاوی آمونیاک 5% مستقیماً از طریق تفنگ‌های اتمیزه کننده، با دمای کنترل شده در 850-950 درجه سانتیگراد، به داخل محفظه احتراق RTO پاشیده می‌شود و شرایط نیترات‌زدایی دمای بالای SNCR را ایجاد می‌کند که منجر به حذف 30-50% NOx می‌شود. این رویکرد همزمان فاضلاب حاوی آمونیاک را تصفیه کرده و نیترات‌زدایی را انجام می‌دهد و استراتژی "تصفیه زباله-ضایعات-ضایعات" و "تصفیه دوگانه گاز-مایع" را محقق می‌کند و در عین حال بار SCR پایین‌دست را کاهش می‌دهد. برای انتشار NOx باقیمانده از RTO، یک سیستم SCR پیشرفته یکپارچه شده است که یک فرآیند نیترات‌زدایی ترکیبی SNCR-SCR را تشکیل می‌دهد که با مصرف انرژی کم و راندمان بالا عمل می‌کند.

الف. جمع‌آوری و تصفیه طبقه‌بندی‌شده

• گاز زائد حاوی آمونیاک به طور جداگانه جمع‌آوری و تصفیه می‌شود و با گاز زائد حاوی کلر یا گوگرد مخلوط نمی‌شود.
• گاز زائد حاوی کلر به طور جداگانه جمع‌آوری و تصفیه می‌شود و با گاز زائد حاوی آمونیاک مخلوط نمی‌شود.
• گاز زائد حاوی گوگرد به طور جداگانه جمع‌آوری و تصفیه می‌شود و با گاز زائد حاوی آمونیاک مخلوط نمی‌شود.

ب. اقدامات پیش تصفیه برای کاهش منبع

• برای گازهای زائد حاوی مقادیر ناچیز آمونیاک به همراه کلر، گوگرد یا مواد آلی نیتروژن‌دار، از شستشوی اسیدی اولیه + شستشوی قلیایی + رطوبت‌گیری برای حذف اجزای حاوی آمونیاک و کاهش تشکیل نمک آمونیوم استفاده کنید.
• برای گازهای زائد حاوی آمونیاک و مقادیر ناچیز HCl/SO₂، از شستشوی قلیایی اولیه + رطوبت‌زدایی برای حذف اجزای اسیدی و به حداقل رساندن تولید نمک آمونیوم استفاده کنید.

برای کاهش تشکیل نمک آمونیوم، خطوط لوله جلویی را می‌توان از طریق پیش‌گرمایش، گرمایش جزئی، پاکسازی هوای گرم و عایق‌بندی گرم کرد تا دما با توجه به دمای تجزیه نمک‌های آمونیوم بالا رود.

ج. طراحی زهکشی کف RTO

یک شیر فشار معکوس برای تنظیم فشار خروجی پمپ آمونیاک استفاده می‌شود. پس از تنظیم فشار، نیازی به هیچ تغییری نیست و امکان نصب آسان‌تر سیستم ترمز را فراهم می‌کند.