Cinq années de fonctionnement sûr et stable à très faibles émissions de l'oxydateur thermique régénératif
Cinq années de fonctionnement sûr et stable à très faibles émissions de la vanne rotative Oxydateur thermique régénératif — Un projet pétrochimique de phénol-acétone à Shanghai
Le Traitement des COV projet de construction d'une usine de phénol-acétone à Shanghai, entrepris parTechnologie environnementale YurcentCe système fonctionne avec succès depuis 2018, soit depuis plus de cinq ans. Son efficacité de purification atteint 99,5 %, avec un rendement thermique de 97,3 %, permettant des émissions de NMHC ultra-faibles, inférieures à 20 mg/m³. Parallèlement, le rendement thermique élevé de l'oxydateur thermique régénératif à vanne rotative permet d'économiser plus de 7 000 m³ de gaz combustible par jour, garantissant ainsi le respect de l'environnement et des économies d'énergie substantielles.
1. Contexte du projet
En 1981, la première entreprise pétrochimique intersectorielle et interdépartementale à grande échelle de Chine — Compagnie pétrochimique Sinopec Shanghai — a été créée. Au cours des quatre dernières décennies, elle s'est progressivement développée pour devenir une base de raffinage de dix millions de tonnes et une base de production de carburants propres à Shanghai, devenant une entreprise de production clé au sein du système Sinopec et une importante base de production d'énergie à Shanghai.
Durant la période du « 13e plan quinquennal », l’entreprise a investi un total de 1,373 milliard de yuans dans des projets de sécurité et de protection de l’environnement, menant à bien plus de 260 projets liés à la correction des risques et à la protection de l’environnement, notamment des améliorations pour des émissions ultra-faibles, la modernisation des stations d’épuration et des projets de contrôle complet des COV. L’entreprise a activement promu six grandes initiatives de développement durable et mis en place un système de gestion environnementale global et intégré, couvrant la prévention à la source, le contrôle des procédés et le traitement en bout de chaîne.
2. Source de gaz résiduaires
L'unité de phénol-acétone d'une capacité de 200 000 tonnes par an située dans le parc industriel chimique de Shanghai, district de Jinshan, à Shanghai, a fait l'objet d'une mise à niveau à très faibles émissions pour un traitement complet des COV en 2017. Les détails sont les suivants :
| Unité de traitement | Unité de production de phénol-acétone de 200 000 tonnes par an |
| Source de gaz résiduaires | Gaz résiduaires de l'unité phénol-acétone, des réservoirs d'huile fortement contaminés, du parc de stockage et des déchets de la grue de chargement |
| Principaux composants des gaz résiduaires | Benzène, acétone, phénol et hydrocarbures totaux non méthaniques (HCNM) |
| Volume d'air des gaz résiduaires | ≥ 40 000 m³/h |
| Température des gaz résiduaires | Température ambiante |
| Exigence d'émissions ultra-faibles | NMHC ≤ 20 mg/m³ |
3. Solution de conception
Le projet a retenu la solution technique « mélange d’air tampon + oxydateur thermique régénératif » pour le traitement des COV. Après évaluation et sélection techniques, le projet a finalement opté pour un produit technologique de troisième génération : l’oxydateur thermique régénératif à vanne rotative.
Figure : Système RTO monté sur patins
4. Avantages de l'oxydateur thermique régénératif à vanne rotative
Produit technologique de troisième génération, l'oxydateur thermique régénératif à vanne rotative démontre des performances exceptionnelles en matière de sécurité de fonctionnement, de conformité environnementale stable, de fiabilité de fonctionnement et d'efficacité économique.
Le four à vanne rotative (RTO) se compose principalement d'une chambre de combustion, de lits régénératifs en céramique, d'une vanne rotative et d'un système de combustion. Le corps du four est divisé en 12 chambres : 5 chambres d'entrée pour les gaz résiduaires, 5 chambres de sortie pour les gaz purifiés, 1 chambre de purge et 1 chambre d'isolation.
La vanne rotative est entraînée de manière continue et uniforme par un moteur. Sous l'action de la vanne de distribution, les gaz résiduaires sont acheminés lentement et en continu entre les 12 chambres. L'étanchéité de la vanne rotative RTO est assurée par des joints à lèvres en caoutchouc, dont les matériaux sont sélectionnés pour leur résistance à l'usure, aux températures élevées et à la corrosion.
Figure 3 : Flux de processus monté sur châssis RTO et surveillance en ligne
5. Performances opérationnelles
Le projet est opérationnel depuis 2018. L'analyse des performances opérationnelles sur cinq ans a pleinement démontré les progrès réalisés grâce à la technologie de vanne rotative RTO de troisième génération :
- L'efficacité de purification atteint jusqu'à 99,5 %, et la valeur d'émission mesurée à la sortie de la cheminée est restée stablement inférieure à 20 mg/m³ pendant une longue période.
- L'efficacité thermique atteint jusqu'à 97,3 %, permettant d'économiser plus de 7 000 m³ de gaz combustible par jour par rapport à l'équipement de traitement précédent.
- L'encombrement est 36 % plus petit que celui du RTO à trois lits de deuxième génération ;
- La fluctuation de pression lors de la commutation de la vanne est extrêmement faible, de l'ordre de ±25 Pa. De plus, la vanne rotative distribue le gaz dans le four en continu et sans interruption, sans impacter les installations de production en amont.
- Il n'y a jamais eu de limitation ou d'arrêt de production causé par l'équipement RTO, et aucun dépassement des seuils d'émission n'a été constaté pendant son fonctionnement.
Tout en atteignant des émissions de NMHC ultra-faibles inférieures à 20 mg/m³, la vanne rotative RTO permet également d'économiser plus de 7 000 m³ de consommation de gaz combustible par jour grâce à son rendement thermique élevé, réalisant ainsi à la fois la conformité environnementale et des avantages en matière d'économie d'énergie.