化工企业低热值废气综合利用分析

2021-07-12

探索科学(学术版) 2021年2期

山西潞安煤基合成油有限公司山西长治 046000

引言

化工厂在生产过程中，会产生多种气体，这些气体不但易爆炸，还会危害人体健康。将其直接排放到大气中，会对生态环境造成污染，当其浓度达到一定比重后，会造成严重的事故，对人身造成影响，还会诱发火灾。化工厂常规的处理方式，不利于资源再利用，还会对环境造成污染。需要化工厂采取有效的措施，结合气体的特性，对其综合利用，减少气体造成的影响。

一、低热值气体概述与分类

(一)概述。因我国工业化水平较高，使得我国一直拥有较为丰富的低热值气体资源。但是对于低热值废气的理解始终不足，导致废气一直得不到有效的应用，导致污染现象出现。

因低热值气体具有易燃易爆的特性，导致各种事故发生，造成较大的损失；并且低热值气体中含有甲烷，产生的温室效应是CO2的21倍，工厂的肆意排放，导致大气层受到影响，造成全球变暖。尽管低热值气体具有毒性，对人体造成伤害。同时又是一种绿色的能源，对其加以利用，可以实现可再生能源的供应，改善生态环境。

(二)分类。化工生产过程中，在高压和厌氧的条件下，产生了低热值气体，因含有的甲烷成分过多，并吸附于媒体上，通常这种气体被称为瓦斯。其热值与天然气相当，可以作为清洁能源来使用；填埋气也是低热值气体的一种，我国国内垃圾大多数采取的处理方式是填埋处理。被填埋后的垃圾经过厌氧反应，会形成混合气体，也就是填埋气。填埋气中也含有至少50%的甲烷与CO2等微量气体，国内打击排放量较大，也使得填埋气的产量比较可观；污水、有机废物等进行厌氧处理时，出产生大量的气体，这种气体被称为沼气。沼气内部含有大量的甲烷成分。从构成来看，与填埋气成分比价类似。

因低热值气体是在燃料完全燃烧后，烟气冷却到初始温度后，含有的水蒸气依旧呈现蒸汽的状态不断排除，产生了低热值气体。除了上述的低热值气体外，还存在多种低热值气体，其中高炉煤气、焦炉煤气等，都属于低热值气体，对其进行综合利用，可以减少污染现状，实现可持续发展。

二、气体综合利用

我国属于多煤少油的国家，尽管技术不断的成熟，但是对于煤焦油的需求还是在不断的提升。化工排放的低热值气体难以处理，通常采取燃烧的方式进行处理。其中催化燃烧因低热值气体爆炸点极限较低，为了防止气体在与空气等接触后产生爆炸气体，需要合理保持其浓度。对此，对于浓度较低的可燃性气体，需要采用催化燃烧进行处理，否则将无法点燃。

以前采用的处理方式是催化燃烧，是利用催化剂的效用。低热值气体在经过催化层后，会在其表面上进行燃烧，但是催化剂的本身却不会受到影响。并且因为可燃性气体本身浓度较低，经过燃烧后也难以释放出较高的热值，因此只能用于加热热载体；除去催化燃烧以外，更加具有经济性的就是直接燃烧。但是直接燃烧需要具备一定条件，首先需要气体纯度较高，并且可以在此基础上进行直接燃烧，燃烧后不会产生有毒害的物质[1]。

通常煤基油公司对于低热值的废气的处理模式，多是采用排放火炬。火炬系统可以有效对化工厂产生的有毒气体或者无法处理的气体进行燃烧处理，保障工厂的安全。不像传统的燃烧处理方式，对环境的污染影响较大。并且为了更好的综合利用低热值气体，公司更积极地应用外部空间，解决内部利用空间小的问题，联合工业园区进行实现低热值气体的综合利用。与园区内部的公司达成协议，充分利用厂内的废气与公司设备相结合，输送气体到活性氧化钙公司，为石灰窑提供热源。低热值气体的综合利用方案，是利用现有的煤锁气柜，将工厂产生的气体释放气等，与煤锁泄压煤气进行混合，之后将混合后的气体运输到燃气回收装置中。通过燃气回收装置，对低热值气体进行处理，使用鼓风机为气体加压。经过处理后的气体，其参数在0.028MPa后，送至石灰厂进行使用。

现有的低热值气体，利用该系列气体与燃料气管网管道，分别在管道上增设切断的阀门设置，之后在管廊处将其合并为总管。总管上设置用于调节的阀门组，之后低热值气体经过燃料阀门组进行减压，压力降至0.04MPa(g)后，将总管道与燃气回收装置的鼓风机出口进行有效对接。这样经过处理的低热值气体，就可以同煤锁气共同输送到石灰厂进行使用，有效对气体进行综合利用。

三、综合利用方案的优点

利用上述的综合利用方案，通过原煤锁气压缩机实现煤锁气和低热值气体的带液分离。通过对气柜进行设置，实现对气柜自动化的有效控制。对气柜进行有效设置，实现对气柜的高低控制，减少对人工控制的依赖，保障气柜运行的稳定性。燃气回收装置中的鼓风机设备采用变频电视，可以通过频率的控制实现对气体的控制，不但对输送到石灰厂的气体做出有效的调节，还可以节约电能。经过本次的综合利用方案，有效实现燃气回收再利用。每年可以为煤基油公司带来可观的利润，实现工业对工业产业园区的整合，提升了资源利用效率。降低热值废气成功转化成石灰厂使用的燃料，实现资源综合利用的目的，有利于园区进一步朝向一体化发展方向，符合国家节能减排的目标[2]。