نظام إزالة الكبريت من غاز العادم باستخدام الحجر الجيري والجبس: حلٌّ مُجربٌ للتحكم في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت على نطاق واسع

الكلمات المفتاحية الرئيسية: نظام إزالة الكبريت من غازات العادم باستخدام الحجر الجيري والجبس، نظام إزالة الكبريت بالحجر الجيري، إزالة الكبريت الرطبة بالحجر الجيري، نظام إزالة الكبريت من غازات العادم، عملية الحجر الجيري والجبس

الوصف الميتا: تعرَّف على كيفية إزالة أنظمة إزالة الكبريت بالحجر الجيري والجبس لثاني أكسيد الكبريت من غازات العادم الصناعية ولماذا لا تزال هذه التقنية مستخدمةً على نطاق واسع في محطات توليد الطاقة ومصانع الصلب ومصانع الأسمنت وغيرها من المرافق الصناعية الكبيرة.

لماذا لا يزال نظام إزالة الكبريت بالحجر الجيري والجبس مستخدمًا على نطاق واسع؟

عندما تقيِّم الشركات الصناعية تقنيات إزالة الكبريت من غازات العادم، فإن نظام إزالة الكبريت بالحجر الجيري والجبس يكون عادةً إحدى أولى العمليات التي تُؤخذ في الاعتبار.

والسبب ليس صعب الفهم.

لقد استُخدمت هذه التكنولوجيا على نطاق واسع في المنشآت الصناعية الكبيرة لعدة عقود. وتتوفر حجر الجير بكثرة في مناطق كثيرة، كما أن العملية معروفة جيدًا، ويمكن الاستفادة من الجبس الناتج في تطبيقات مناسبة.

تُستخدم تقنية إزالة الكبريت بمساعدة حجر الجير والجبس الرطبة بشكل خاص في منشآت توليد الطاقة الكبيرة، لكن تطبيقها لا يقتصر على قطاع الطاقة فقط.

كما قد تتطلب قطاعات الصلب والمعادن ومعالجة المواد الكيميائية وغيرها من الصناعات إزالة كميات كبيرة من ثاني أكسيد الكبريت.

أما في هذه المشاريع، فالهدف ليس تركيب مُمتصٍ فحسب، بل ضرورة أن تعمل العملية بأكملها باستمرار تحت ظروف متغيرة تشمل تدفق الغاز وحمولة الكبريت وظروف التشغيل.

تقدم مجموعة مير شاين البيئية أنظمة مخصصة لإزالة الكبريت باستخدام حجر الجير والجبس، وذلك استنادًا إلى الظروف الفعلية لكل منشأة صناعية.

كيف تعمل تقنية إزالة الكبريت بمساعدة حجر الجير والجبس؟

تعتمد هذه العملية على استخدام حجر الجير، الذي يتكون أساسًا من كربونات الكالسيوم (CaCO₃)، كعامل لإزالة الكبريت.

يُحضَّر الحجر الجيري على شكل معلقٍ ويُمرَّر عبر ممتصٍ.

يدخل غاز العادم الساخن إلى الممتص ويتفاعل مع معلق الحجر الجيري.

يتم امتصاص ثاني أكسيد الكبريت في الطور السائل ويتفاعل مع المركبات التي تحتوي على الكالسيوم.

يمكن تمثيل التفاعل الكيميائي المبسط العام في النهاية بالمعادلة التالية:

SO₂ + CaCO₃ + O₂ → CaSO₄ + CO₂

يمكن أن يشكِّل كبريتات الكالسيوم الجبسَ في ظل ظروف تشغيل مضبوطة.

يُفصَل معلق الجبس الناتج عن السائل، وقد يُجفَّف أكثر لاستخراج الماء منه.

تتضمن المسار الكيميائي الدقيق أنواعاً وسيطة من السولفيت والبيسولفيت، لكن الهدف العملي هو تحويل ثاني أكسيد الكبريت الغازي إلى منتج صلب مستقر.

المعدات الرئيسية في نظام إزالة غازات العادم باستخدام الحجر الجيري

يتضمَّن نظام إزالة غازات العادم الكامل القائم على الحجر الجيري والجبس عدة أنظمة فرعية رئيسية.

تحضير الحجر الجيري

يجب سحق الحجر الجيري وإعداده إلى حجم الجسيمات المطلوب.

وبحسب المشروع، قد يُشترى الحجر الجيري على هيئة مسحوق مناسب أو يُجهَّز في الموقع.

وتؤثر جودة الحجر الجيري ونعاومته في معدل تفاعله واستخدامه.

مُصَدِّر

الممتص هو المكوِّن الأساسي لنظام إزالة أكاسيد الكبريت الرطب.

يدخل غاز العادم الممتص ويتفاعل مع معلق الحجر الجيري الدائر.

وتؤثر مستويات الرش وتوزيع القطرات وتدوير السائل وسرعة الغاز وزمن التخزين جميعها في إزالة ثاني أكسيد الكبريت.

نظام تدوير الطين

وتقوم مضخات التدوير بنقل معلق الامتصاص عبر نظام الرش.

ويتطلب تشغيل المضخات بشكلٍ موثوقٍ لأن الممتص يعمل عادةً باستمرار.

نظام الأكسدة

يجب أكسدة مركبات الكبريت الممتصة لتكوين كبريتات الكالسيوم.

يُحقن الهواء في المعلق لدعم عملية الأكسدة.

تُعد استقرار عملية الأكسدة أمراً بالغ الأهمية لإنتاج الجبس ذي الخصائص الملائمة.

تجفيف الجبس

بعد الأكسدة، يُفصل معلق الجبس عن السائل.

تقلل معدات التجفيف محتوى الماء وتُجهّز الجبس للتخزين أو الاستخدام اللاحق.

لماذا يُعتبر الحجر الجيري مناسباً لعملية إزالة غازات الكبريت؟

من أكبر المزايا التي يتمتع بها الحجر الجيري توافره.

توجد رواسب الحجر الجيري في أجزاء عديدة من العالم، كما أن تكلفة هذه المادة عموماً أقل من تكلفة بعض المواد المُعالجة البديلة.

ويجعل سلسلة التوريد الناضجة من استخدام الحجر الجيري في عمليات إزالة غازات الكبريت خياراً جذاباً للمشاريع الصناعية الكبيرة التي قد تكون فيها كمية استهلاك المادة المُعالجة كبيرة.

ميزة أخرى هي إمكانية استخدام الجبس.

وبالاعتماد على درجة النقاء والجودة، يمكن استخدام جبس إزالة غازات العادم في تطبيقات مثل مواد البناء أو إنتاج الإسمنت.

إزالة غازات العادم باستخدام الحجر الجيري في محطات الطاقة

كانت محطات الطاقة الكبيرة التي تعمل بالفحم من أهم التطبيقات تاريخيًّا لأنظمة إزالة غازات العادم الرطبة القائمة على الحجر الجيري.

تُنتج المراجل الكبيرة كميات كبيرة من غاز العادم، وقد يتفاوت تركيز ثاني أكسيد الكبريت وفقًا لخصائص الوقود.

يجب أن يكون نظام إزالة غازات العادم المصمم بشكل سليم قادرًا على التكيُّف مع التغيرات في:

• حمل المرجل

• محتوى الكبريت في الوقود

• تدفُّق غاز المداخن

• درجة حرارة الغاز

وبالتالي، يجب أن تتمتَّع برج الامتصاص ونظام التدوير بمرونة تشغيلية كافية.

إزالة غازات العادم باستخدام الحجر الجيري في مصانع الصلب

قد تحتوي مصانع الصلب على عدة مصادر انبعاث كبريتية.

وبالاعتماد على عملية الإنتاج، يمكن استخدام إزالة الكبريت بالكربونات الجيرية حيث تكون معالجة الغاز الرطبة مناسبة تقنيًّا.

ويجب أن يراعي تصميم النظام تركيز الغبار والمكونات الأخرى للغاز التي قد تؤثر على تشغيل المعلَّق وارتداء المعدات.

إزالة الكبريت بالكربونات الجيرية في مصانع الأسمنت

تولِّد مصانع الأسمنت كميات كبيرة من غاز العادم من الأفران والعمليات المرتبطة بها.

وقد تختلف تركيبة الغاز ودرجته الحرارية اختلافًا كبيرًا عن تلك الخاصة بالغلايات الكهربائية التقليدية.

وبالتالي، يجب تصميم نظام إزالة الكبريت وفقًا للظروف الفعلية للأفران.

العوامل المؤثرة في أداء إزالة الكبريت بالكربونات الجيرية

تؤثر عدة عوامل في كفاءة إزالة ثاني أكسيد الكبريت النهائية.

نشاط الكربونات الجيرية

تؤثر جودة الحجر الجيري على سرعة الذوبان والتفاعل.

نسبة السائل إلى الغاز

يجب أن يكون كمية المعلق التي تدور عبر ممتص الغاز كافية لتوفير تماس فعّال بين الغاز والسائل.

سرعة الغاز

تؤثر سرعة الغاز في زمن البقاء وانخفاض الضغط وأداء ممتص الغاز.

pH

يجب الحفاظ على معلق ممتص الغاز ضمن نطاق تشغيلي مناسب.

التأكسد

يلزم حدوث أكسدة مستقرة لتحويل مركبات الكبريت إلى جبس.

مشاريع إعادة تجهيز أنظمة إزالة ثاني أكسيد الكبريت بالحجر الجيري

لدى العديد من المرافق الصناعية القائمة بالفعل أنظمة لإزالة الكبريت، لكنها بحاجةٍ للتوافق مع متطلبات الانبعاثات الأحدث.

قد يشمل إعادة التجهيز ما يلي:

• تعديل ممتص الغاز

• ترقية نظام الرش

• استبدال المضخة الدوارة

• تحسينات في تحضير الحجر الجيري

• تعديل نظام الأكسدة

• ترقية نظام تصريف ماء الجبس

• تحديث نظام التحكم

نطاق العمل الدقيق يعتمد على النظام القائم.

غالبًا ما تكون هندسة الترقية أكثر تعقيدًا من التركيب الجديد تمامًا، لأن المعدات الجديدة يجب دمجها مع الهياكل والقنوات القائمة.

كيف تتعامل شركة ميرشين مع مشاريع إزالة الكبريت من غاز العادم باستخدام الحجر الجيري

تقدم مجموعة ميرشين البيئية حلولًا مخصصة لإزالة الكبريت من غاز العادم للعملاء الصناعيين.

تبدأ عملية التصميم بالبيانات التشغيلية الأساسية.

يشمل هذا:

• تدفُّق غاز المداخن

• تركيز ثاني أكسيد الكبريت (SO₂)

• درجة الحرارة

• تركيز الغبار

• تركيز المخرج المطلوب

• ساعات التشغيل

• خصائص الحجر الجيري

كما تؤخذ مساحة المصنع المتاحة والمعدات القائمة في الاعتبار.

وفي مشاريع التحديث، تكون تخطيط الموقع والرسومات الخاصة بالنظام القائم ذات أهمية خاصة.

الفلترة بالحجر الجيري مقابل تقنيات إزالة الكبريت الأخرى

نظام الفلترة بالحجر الجيري والجص هو خيارٌ واحدٌ فقط متاحٌ للعملاء الصناعيين.

وقد تشمل التقنيات الأخرى، حسب طبيعة المشروع:

• فلترة بالحُمْضِ الأمونياكي

• إزالة الكبريت شبه الجافة

• إزالة الكبريت الجاف

ويجب أن يستند الاختيار إلى العوامل الفنية والاقتصادية على حدٍّ سواء.

لمنشأة كبيرة تمتلك إمكانية الوصول إلى حجر الجير الرخيص وسوق محتملة للكبريتات، يمكن أن تكون تقنية إزالة غاز ثاني أكسيد الكبريت باستخدام حجر الجير والجبس حلاً جذّاباً.

أما بالنسبة لمصنعٍ يمتلك إمداداً موثوقاً من الأمونيا ويهتم باسترجاع كبريتات الأمونيوم، فقد تستحق تقنية إزالة غاز ثاني أكسيد الكبريت باستخدام الأمونيا النظر والدراسة.

والاختيار الصحيح يتوقف على خصائص المشروع المحددة.

الخاتمة

وتظل تقنية إزالة غاز ثاني أكسيد الكبريت باستخدام حجر الجير والجبس تقنيةً هامةً للتحكم في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت على نطاق صناعي واسع، وذلك بفضل نضج عمليتها، وتوافر المواد المُستخدمة فيها على نطاق واسع، وإمكانية الاستفادة من الجبس الناتج.

ومع ذلك، فإن الأداء الموثوق يعتمد على التصميم الهندسي السليم.

ويشمل ذلك تصميم وحدة الامتصاص، وجودة حجر الجير، وتدوير المعلق، والأكسدة، ومعالجة الجبس، وأنظمة التحكم، وكلها عوامل تؤثر في النتيجة النهائية.

تقدم شركة مير شاين حلولاً مخصصة لإزالة غاز ثاني أكسيد الكبريت باستخدام حجر الجير والجبس للعملاء الصناعيين، سواء في المشاريع الجديدة أو مشاريع التحديث والتطوير.

وبتحليل العملية بكاملها بدلاً من التركيز فقط على وحدة الامتصاص، تسعى مير شاين إلى توفير أنظمة عملية قادرة على التشغيل الموثوق على المدى الطويل.

الأسئلة الشائعة

ما هو نظام إزالة ثاني أكسيد الكبريت بالحجر الجيري والجص؟

هو عملية رطبة لإزالة ثاني أكسيد الكبريت من غازات العادم، تستخدم فيها عجينة الحجر الجيري لامتصاص غاز SO₂ وتحويل الكبريت إلى كبريتات الكالسيوم، التي يُستعاد معظمها على هيئة جص.

لماذا يُستخدم الحجر الجيري في أنظمة إزالة ثاني أكسيد الكبريت؟

يتوفر الحجر الجيري على نطاق واسع وبتكلفة اقتصادية عمومًا، كما أن سلسلة التوريد الناضجة الخاصة به تجعله مناسبًا للتطبيقات الصناعية الواسعة النطاق لإزالة الكبريت.

ما هو الجص الناتج عن أنظمة إزالة ثاني أكسيد الكبريت؟

هو كبريتات الكالسيوم التي تُنتج أثناء عملية إزالة الكبريت الرطبة بالحجر الجيري. وقد يكون مناسبًا للاستخدامات المرتبطة بالبناء حسب جودته.

ما هي المعدات الرئيسية في نظام إزالة ثاني أكسيد الكبريت بالحجر الجيري؟

تشمل المعدات الرئيسية: تحضير الحجر الجيري، برج الامتصاص، مضخات تدوير العجينة، نظام الأكسدة، معدات تصريف ماء الجص، القنوات، وأنظمة التحكم.

هل يمكن استخدام نظام إزالة ثاني أكسيد الكبريت بالحجر الجيري في المحطات القائمة؟

نعم. يمكن ترقية أو توسيع أنظمة إزالة ثاني أكسيد الكبريت القائمة لتحسين أداء إزالة SO₂ والامتثال لمتطلبات الانبعاثات الأكثر صرامة.

ما العوامل التي تؤثر في كفاءة نظام إزالة أكاسيد الكبريت باستخدام الحجر الجيري؟

تشمل العوامل المهمة تفاعلية الحجر الجيري، وتدوير المعلق، وسرعة الغاز، ودرجة الحموضة (pH)، ودرجة الحرارة، والأكسدة، وتصميم وحدة الامتصاص.

هل يناسب نظام إزالة أكاسيد الكبريت باستخدام الحجر الجيري مصانع الصلب؟

يمكن أن يكون مناسبًا لبعض عمليات صهر الصلب والعمليات المرتبطة بها، وذلك حسب تركيب الغاز ومستوى الأداء المطلوب في إزالة ثاني أكسيد الكبريت.

هل يمكن لشركة MirShine توريد نظام كامل لإزالة أكاسيد الكبريت باستخدام الحجر الجيري؟

يمكن لشركة MirShine توريد حلول هندسية ومعدات مخصصة لنظام إزالة أكاسيد الكبريت، وفقًا لظروف غاز المداخن ومتطلبات الانبعاثات والظروف الميدانية الخاصة بالعميل.