تقنية إزالة الكبريت من غازات العادم باستخدام الحجر الجيري الرطب: التحكم العملي في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت في قطاعات توليد الطاقة والصلب والصناعات الثقيلة

الكلمات المفتاحية الرئيسية: إزالة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام حجر الجير الرطب، تقنية إزالة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام حجر الجير، نظام إزالة الكبريت الصناعي، نظام إزالة SO₂، إزالة الكبريت من غاز العادم الرطب

الوصف الميتا: افهم كيف تُنظِّم تقنية إزالة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام حجر الجير الرطب انبعاثات SO₂ في محطات توليد الطاقة ومصانع الصلب ومصانع الأسمنت وغيرها من الصناعات الثقيلة، بما في ذلك تصميم النظام وتشغيله واعتبارات التحديث والتعزيز واسترجاع الجبس.

نظرة أقرب على إزالة الكبريت باستخدام حجر الجير الرطب

تُعد إزالة الكبريت من غاز العادم جزءًا أساسيًّا من ضوابط الحماية البيئية في الصناعات التي تحرق وقودًا يحتوي على الكبريت أو تعالج مواد خام تحتوي على الكبريت.

من بين تقنيات إزالة الكبريت من الغازات العادمة المختلفة المتاحة اليوم، تظل تقنية إزالة الكبريت بالحجر الجيري الرطب واحدةً من أكثر الحلول رسوخًا في التطبيقات الصناعية عالية السعة.

وهذه التقنية ذات صلةٍ خاصةٍ في الحالات التي يلزم فيها معالجة كميات كبيرة من الغاز العادم باستمرار.

وتستخدم أنظمة إزالة الكبريت بالحجر الجيري الرطب معلقًا من الحجر الجيري لامتصاص ثاني أكسيد الكبريت من الغاز العادم. وعبر عمليات الامتصاص والتفاعل الكيميائي والأكسدة والفصل بين الطور الصلب والطور السائل، يتم استرجاع الكبريت في النهاية بشكلٍ رئيسي على هيئة جبس.

والعملية ناضجةٌ نسبيًّا، لكن هذا لا يعني أن كل مشروعٍ يمكنه استخدام نفس التصميم.

فقد تختلف محطات توليد الطاقة ومصانع الصلب ومصانع الأسمنت والمرافق الكيميائية اختلافًا كبيرًا من حيث درجات حرارة الغاز وتركيز الغبار والأحمال الكبريتية وجداول التشغيل والمساحات المتاحة.

ويبدأ هندسة أنظمة إزالة الكبريت الجيدة من هذه الاختلافات.

العملية الأساسية

والخطوة الأولى هي تحضير الحجر الجيري.

يتم سحق الحجر الجيري وطحنه أو توريده على هيئة مسحوق مناسب قبل خلطه بالماء لإنتاج معلق.

يُضخ المعلق إلى وحدة الامتصاص.

داخل وحدة الامتصاص، يمر غاز العادم عبر منطقة الرش حيث يوزَّع معلق الحجر الجيري عبر عدة مستويات رش.

ينحل ثاني أكسيد الكبريت الموجود في غاز العادم داخل القطرات السائلة.

ثم يتفاعل مع المركبات التي تحتوي على الكالسيوم.

وتُؤكسد المركبات الكبريتية لاحقًا لتكوين كبريتات الكالسيوم.

وبشروط مناسبة، تتكون بلورات الجبس داخل المعلق.

ثم يُفصل الجبس ويُزال الماء منه.

ويسمح هذا الإجراء بتحويل ملوث غازي إلى منتج صلب مستقر.

لماذا يهم التماس بين الغاز والسائل

الممتصّ يقع في مركز أداء نظام إزالة غازات الكبريت الرطب باستخدام الحجر الجيري.

يجب أن يُدخل النظام كمية كبيرة من الغاز في تلامس وثيق مع المعلّق الدائر.

إن ترتيب فوهات الرش، وحجم القطرات، وسرعة الغاز، وتوزيع السائل، وأبعاد الممتصّ كلّها تؤثّر في هذا التلامس.

إذا كان توزيع المعلّق غير متجانس، فقد لا يتلامس جزءٌ من الغاز بشكل كافٍ مع المادة الممتصّة.

وإذا كانت سرعة الغاز مرتفعةً جداً، فقد تزداد خسائر الضغط والامتزاج.

وبالتالي فإن تصميم الممتصّ هو مسألة هندسية تتضمّن عدّة عوامل متضاربة.

نوعية الحجر الجيري وطحنه

ليس كل الحجر الجيري يتصرّف بنفس الطريقة بالضبط.

وتختلف مصادر الحجر الجيري من حيث التركيب الكيميائي، والصلادة، والنقاوة، والنشاط الكيميائي.

ولذلك يجب أن يراعي تصميم نظام إزالة غازات الكبريت الحجر الجيري الفعلي الذي سيُستخدم.

إذا تم إعداد حجر الجير في الموقع، فإن معدات الطحن تصبح أيضًا جزءًا من النظام الكلي.

وتؤثر النعومة المطلوبة على أداء التفاعل، بينما يُسهم استهلاك طاقة الطحن في تكاليف التشغيل.

ولهذا السبب، ينبغي تقييم اختيار حجر الجير وإعداده في المراحل المبكرة من تصميم المشروع.

إدارة كيمياء المعلق

إن معلق الامتصاص ليس مجرد ماء ممزوج بحجر الجير.

وتتغير كيمياؤه باستمرار أثناء امتصاص ثاني أكسيد الكبريت وتفاعل المركبات الكالسيومية.

ويجب التحكم في درجة الحموضة التشغيلية ضمن النطاق الملائم.

وإذا انخفضت درجة الحموضة كثيرًا، فقد يتأثر أداء امتصاص ثاني أكسيد الكبريت.

وإذا أُضيف حجر الجير بكميات زائدة دون تحكُّمٍ مناسب، فقد يصبح استخدام المُرَكِّب غير فعّال.

وبالتالي، يحتاج النظام إلى أجهزة قياس وتحكم آلي للحفاظ على ظروف التشغيل المستقرة.

الأكسدة وتكوين الجبس

المركبات الكبريتية الناتجة أثناء الامتصاص ليست جبسًا فوريًّا.

تتطلب المعلَّق مرحلة أكسدة.

يُحقن الهواء في وحدة الامتصاص أو في منطقة أكسدة مخصصة لتحويل الأنواع السلفيتية إلى سلفات.

هذه العملية مهمة لأن تكوين الجبس المستقر يعتمد على كفاءة الأكسدة.

يمكن أن تؤثر ظروف الأكسدة وتركيز المواد الصلبة والتبلور والشوائب وأداء إزالة الماء على جودة الجبس الناتج.

تجفيف الجبس

بعد إنتاج الجبس، يجب فصله عن المعلَّق.

يمكن لمعدات إزالة الماء خفض محتوى الماء وإنتاج مادة أسهل في التخزين أو النقل أو إعادة الاستخدام المحتملة.

وبحسب المشروع، قد تشمل المعدات هيدروسيكلونات أو مرشحات حزام فراغية أو تقنيات أخرى لفصل الصلب عن السائل.

يعتمد الترتيب المناسب على متطلبات الجبس وتصميم العملية الكلي.

نظام إزالة غازات العادم بالحجر الجيري الرطب للمحطات الكهربائية

تتطلب المحطات الكهربائية عادةً أنظمة إزالة غازات العادم عالية السعة بسبب كبر حجم غازات العادم الناتجة عنها.

يمكن تصميم نظام الحجر الجيري الرطب ليُدار تشغيلياً باستمرار ولِيتكيف مع التغيرات في حمل الغلاية.

يجب أن يراعي التصميم ما يلي:

• أقصى وأدنى تدفق للغاز

• تركيز ثاني أكسيد الكبريت (SO₂)

• درجة حرارة غاز المداخن

• كمية الغبار في الغاز

• جودة الحجر الجيري

• الحد الأقصى المسموح به لانبعاثات الملوثات

كما يحتاج النظام إلى هامش كافٍ من الازدواجية (ريديونداينسي) للمعدات الحرجة، خصوصاً حين يكون التشغيل المستمر للمحطة أمراً بالغ الأهمية.

نظام إزالة غازات العادم بالحجر الجيري الرطب للتطبيقات الفولاذية والمعادنية

قد تنتج العمليات الفولاذية والمعادنية غازات عادم تحتوي على ثاني أكسيد الكبريت إلى جانب مستويات مرتفعة من الغبار ومكونات أخرى.

يمكن أن تُسبِّب هذه الظروف تحديات إضافية لوحدات إزالة الكبريت الرطبة (FGD).

قد يؤثر الغبار الداخل إلى وحدة الامتصاص في خصائص المعلَّق ويزيد من تآكل المعدات.

وبالتالي، يجب أخذ التحكم في الغبار في المراحل السابقة وإدارة المعلَّق في الاعتبار معًا.

وحدات إزالة الكبريت الرطبة بالحجر الجيري لمحطات الغلايات الصناعية

تُعَدُّ الغلايات الصناعية تطبيقًا مهمًّا آخر.

وخلافًا للمحطات الكهربائية الضخمة جدًّا، قد تكون مساحة التركيب المتاحة في منشآت الغلايات الصناعية محدودة نسبيًّا.

وهذا يجعل ترتيب المعدات أمرًا ذا أهمية خاصة.

ويجب أخذ التصاميم المدمجة ومسارات القنوات المناسبة واختيار المضخات وسهولة الوصول للصيانة جميعها في الاعتبار.

إعادة تركيب وحدات إزالة الكبريت الرطبة بالحجر الجيري: ما الذي يميِّزها؟

إن إعادة تركيب نظام إزالة الكبريت الرطبة بالحجر الجيري في منشأة صناعية قيد التشغيل يتطلب أكثر من مجرد اختيار وحدة امتصاص.

يجب على المهندسين فهم المحطة القائمة.

على سبيل المثال:

أين يمكن تركيب جهاز الامتصاص؟

هل يمكن للمروحة القائمة تحمل انخفاض الضغط الإضافي؟

هل توجد مساحة كافية لإعداد حجر الجير؟

كيف سيتم إزالة الجبس؟

هل يمكن للمحطة توفير كمية كافية من ماء العمليات؟

كيف سيتواصل النظام الجديد للتحكم مع المحطة القائمة؟

يمكن أن تؤثر هذه الأسئلة تأثيراً كبيراً على التصميم النهائي.

قد يتضمن مشروع التحديث تعديلات على القنوات الهوائية القائمة، والمراوح، والمضخات، والأنظمة الكهربائية، والدعائم الإنشائية، وأنظمة التحكم.

استهلاك الطاقة وانخفاض الضغط

نظام إزالة الغبار من الغازات يُستهلك طاقةً.

من أبرز مستهلكي الطاقة ما يلي:

• مضخات تدوير الملاط

• معدات طحن حجر الجير

• مروّحات هواء الأكسدة

• معدات تصريف المياه عن الجص

كما يتسبب الممتصّ ونظام القنوات في فقدان الضغط.

وبالتالي، لا ينبغي أن يركّز تصميم نظام إزالة الغبار من الغازات الفعّال على كفاءة إزالة ثاني أكسيد الكبريت وحدها.

والهدف الهندسي هو تحقيق الأداء البيئي المطلوب مع الحفاظ على استهلاك الطاقة والتكاليف التشغيلية ضمن الحدود المعقولة.

خبرة ميرشين في هندسة أنظمة إزالة الغبار من الغازات

تقدم مجموعة ميرشين البيئية حلولاً صناعية لإزالة الكبريت تشمل أنظمة إزالة الغبار من الغازات القائمة على حجر الجير والجبس، وأنظمة إزالة الغبار من الغازات القائمة على الأمونيا، وتقنيات أخرى لمعالجة غازات العادم.

تعمل الشركة مع العملاء في مختلف القطاعات الصناعية وتقيّم كل مشروع وفقًا لمتطلبات العمليات الفعلية.

يمكن أن يشمل نطاق الهندسة لمشاريع إزالة الكبريت من حجر الجير ما يلي:

• تصميم العملية

• تصميم وحدة الامتصاص

• الدوران الحلقي للطين

• تحضير الحجر الجيري

• التأكسد

• معالجة الجبس

• نظام القنوات

• أنظمة التحكم

• تصنيع المعدات

• تكامل المشروع

في المصانع القائمة، تُدمج شروط التحديث في التصميم منذ البداية.

اختيار تقنية إزالة الكبريت المناسبة

تُعتبر تقنية إزالة الكبريت الرطبة باستخدام حجر الجير راسخة جدًّا، لكنها ليست بالضرورة الحل الأمثل لكل مصنع.

يجب أن تتضمّن المقارنة التقنية السليمة ما يلي:

• تركيز ثاني أكسيد الكبريت (SO₂)

• تدفُّق غاز المداخن

• كفاءة الإزالة المطلوبة

• توفر الكواشف

• سعر العامل الكيميائي

• قيمة المنتج الثانوي

• توافر المياه

• المساحة المتاحة

• استهلاك الطاقة

• المعدات الموجودة.

لبعض المصانع، قد توفر تقنية إزالة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام الحجر الجيري توازنًا مثاليًّا.

أما بالنسبة لمصانع أخرى، فقد تكون تقنيات إزالة ثاني أكسيد الكبريت باستخدام الأمونيا أو العمليات شبه الجافة/الجافة أكثر ملاءمة.

وأفضل حلٍّ هو الذي يناسب المشروع الفعلي.

الخلاصة

وتظل تقنية إزالة ثاني أكسيد الكبريت الرطبة باستخدام الحجر الجيري تكنولوجياً هامةً للتحكم في انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت على نطاق صناعي واسع.

فتاريخ تشغيلها الطويل، وسلسلة التوريد الراسخة للمعدات، وتوافر الحجر الجيري على نطاق واسع، واستخدام الجبس الناتج المحتمل، كلُّ ذلك يجعلها خيارًا عمليًّا للعديد من التطبيقات.

وفي الوقت نفسه، تتطلب مشاريع إزالة ثاني أكسيد الكبريت الناجحة هندسةً دقيقة.

ويجب أخذ عواملَ عدَّةٍ في الاعتبار، مثل تصميم المогاذِب، وكيمياء المعلَّق، وجودة الحجر الجيري، والأكسدة، ومعالجة الجبس، وفقدان الضغط، واستهلاك الطاقة، وظروف التحديث.

تقدم مجموعة ميرشين البيئية حلولًا مخصصة لإزالة الكبريت لمحطات توليد الطاقة ومصانع الصلب ومصانع الأسمنت والمنشآت الكيميائية وغيرها من العملاء الصناعيين.

بدمج تقنية إزالة الكبريت من غازات العادم باستخدام الحجر الجيري والجبس مع تكنولوجيات بيئية أخرى، يمكن لشركة ميرشين دعم العملاء الذين يبحثون عن حلول متكاملة لمعالجة غازات العادم بدلًا من المعدات المنفصلة.

الأسئلة الشائعة

ما هي تقنية إزالة الكبريت من غازات العادم الرطبة باستخدام الحجر الجيري؟

تقنية إزالة الكبريت من غازات العادم الرطبة باستخدام الحجر الجيري هي تقنية تستخدم معلق الحجر الجيري لامتصاص ثاني أكسيد الكبريت وتحويله إلى كبريتات الكالسيوم، والتي يُعاد استخلاصها عادةً على هيئة جبس.

ما هو المُركِّب الرئيسي المستخدم في تقنية إزالة الكبريت من غازات العادم الرطبة باستخدام الحجر الجيري؟

المُركِّب الرئيسي هو الحجر الجيري، الذي يُحضَّر عمومًا على هيئة معلق مائي قبل إدخاله إلى وحدة الامتصاص.

ما هو الناتج الثانوي لتقنية إزالة الكبريت من غازات العادم باستخدام الحجر الجيري؟

الناتج الثانوي الصلب الرئيسي هو الجبس، والذي يمكن الاستفادة منه محليًّا حسب جودته ومتطلبات السوق المحلية.

هل تستهلك تقنية إزالة الكبريت من غازات العادم الرطبة كمية كبيرة من الماء؟

تتطلب أنظمة إزالة الكبريت الرطبة ماءً للتشغيل، وتتفاوت كمية استهلاك الماء باختلاف تركيب النظام وظروف غازات العادم ومعدل التبخر واحتياجات التصريف والتعامل مع الجبس.

أي القطاعات الصناعية تستخدم تقنية إزالة الكبريت من غازات العادم الرطبة باستخدام الحجر الجيري؟

تشمل التطبيقات الشائعة توليد الطاقة، وصناعة الصلب، والمعادن، والإسمنت، ومعالجة المواد الكيميائية، وعمليات صناعية أخرى تنبعث منها الكبريت.

هل يمكن لتقنية إزالة أكاسيد الكبريت الرطبة بالحجر الجيري أن تزيل تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكبريت؟

يمكن تصميم تقنية إزالة أكاسيد الكبريت الرطبة بالحجر الجيري لمجموعة واسعة من تركيزات ثاني أكسيد الكبريت. ويعتمد التكوين المناسب على ظروف الغاز الداخل والحد الأقصى المطلوب للانبعاثات الخارجة.

هل يمكن ترقية محطة قائمة باستخدام تقنية إزالة أكاسيد الكبريت بالحجر الجيري؟

نعم. ويمكن تنفيذ مشاريع الترقية لإضافة أو تحسين أنظمة إزالة أكاسيد الكبريت في المرافق الصناعية القائمة، مع ضرورة تقييم دقيق لتخطيط الموقع، وفقدان الضغط، والظروف الإنشائية، والمعدات الموجودة.

ما الذي توفره شركة ميرشاين لمشاريع إزالة أكاسيد الكبريت بالحجر الجيري؟

توفر شركة ميرشاين حلولاً هندسية ومعداتٍ مخصصة تشمل التصميم العملياتي، وأنظمة المُمَتصِّ، ودوران الملاط، وإعداد الحجر الجيري، والأكسدة، ومعالجة الجبس، والتكامل مع المرافق الصناعية القائمة.