Introdução à gaseificação do carvão e aos processos de tratamento de CO₂

  A tecnologia de gaseificação do carvão é um método crucial para a utilização limpa dos recursos carboníferos. O gaseificador é o equipamento principal para a gaseificação do carvão, existindo diversos métodos de gaseificação que variam de acordo com as propriedades do carvão e as necessidades de gás.

I. Visão geral do processo de gaseificação do carvão

Gaseificador → Lavagem com metanol a baixa temperatura (Rectisol) → Deslocamento de CO → Seção de síntese

Fluxograma do processo de lavagem com metanol em baixa temperatura:

1. Gaseificação de carvão: C+H₂O→CO+H₂+Impurezas

(Ajusta a relação CO/H₂)

       2. Reação de Deslocamento de CO: CO+H₂O→CO₂+H₂

Dois métodos de absorção:

• Absorção em dois estágiosPara catalisadores de conversão não resistentes ao enxofre, primeiro faça a dessulfurização (Rectisol), depois a conversão de CO e, por fim, a remoção de CO₂.
• Absorção em um único estágioPara catalisadores resistentes ao enxofre (mais comuns atualmente).

II. Tecnologia de lavagem com metanol a baixa temperatura (Rectisol)

Desenvolvido porLinde e Lurgi(Alemanha, década de 1950), Rectisol é um método de absorção física que utiliza as propriedades do metanol em-50°C a -60°Cpara remover CO₂, H₂S e COS.

Vantagens:

• Alta capacidade de absorção e eficiência de purificação
• Baixa circulação de solvente devido à alta solubilidade de CO₂/H₂S em baixas temperaturas.
• Regeneração seletiva (recuperação separada de CO₂/H₂S)
• Um baixo ponto de ebulição do metanol facilita a regeneração do solvente.
• O elevado calor específico minimiza o aumento da temperatura durante a absorção.
• Quimicamente inerte, não corrosivo e solúvel em água (seca o gás de alimentação).
• A baixa viscosidade reduz o consumo de energia.
• Custo-benefício e ampla disponibilidade

III. Análise das emissões de COVs em seções de lavagem com metanol a baixa temperatura sob diferentes processos de gaseificação.

Por meio de múltiplas comunicações com diferentes empresas de gaseificação e testes de seus gases de exaustão de lavagem com metanol em baixa temperatura, as emissões de COVs de vários gaseificadores foram analisadas da seguinte forma:

(1) Para gaseificação em leito fluidizado e gaseificação pressurizada em fluxo arrastado, devido à combustão suficiente, o teor de COV no gás de exaustão da seção de lavagem com metanol a baixa temperatura é muito baixo. Portanto, estes não são o foco do nosso estudo.

(2) Para a gaseificação pressurizada de carvão em pedaços em leito móvel, o gás de exaustão da seção de lavagem com metanol a baixa temperatura apresenta altas concentrações de componentes combustíveis e poluição significativa, tornando-se o foco principal do nosso estudo.

Os hidrocarbonetos totais não metânicos (NMTHC) nos gases de exaustão da lavagem com metanol a baixa temperatura de gaseificadores como os dos tipos Lurgi, Sedin e BGL excedem os limites padrão. severamente e necessitam de tratamento.

Considerando a grande quantidade total de componentes combustíveis, a adoção do RTO (Oxidante Térmico RegenerativoO processo não só garante o tratamento adequado dos gases de escape, como também gera uma certa quantidade de vapor como subproduto, criando assim benefícios econômicos.

4.Seleção de Tratamento VOCs Processo para Seções de Lavagem com Metanol em Baixa Temperatura

O gás de exaustão da lavagem com metanol a baixa temperatura é caracterizado por um grande volume, alta concentração e teor de oxigênio próximo de zero. Isso requer uma quantidade substancial de ar fresco ou a introdução de gases de escape de COVs coletados do tanques de tratamento biológico da estação de tratamento de águas residuais, áreas de carga/descarga e áreas de tanques para suplementação de oxigênio antes do tratamento, alcançando um controle abrangente das emissões de COVs em toda a planta.