حلول معالجة الصناعات الكيميائية الدقيقة

• خصائص غازات النفايات: تحتوي غازات النفايات على مواد عضوية نيتروجينية، وملوثات عضوية كبريتية وكلورية، وغازات نفايات حمضية وقاعدية غير عضوية
• مصدر غازات النفايات: غازات العادم الناتجة عن عملية الإنتاج في الورشة وغازات النفايات التي يتم جمعها بواسطة محطة معالجة مياه الصرف الصحي
• مكونات غازات النفايات: الأمونيا، الإسترات، الهيدروكربونات، سلسلة البنزين، كلوريد الهيدروجين، كبريتيد الهيدروجين
• مخطط العملية: المعالجة المسبقة + الأكسدة الحرارية المتجددة + الاختزال التحفيزي الانتقائي + إزالة الكبريت بالكلور

لإدارة ومعالجة غازات النفايات بكفاءة، يُقترح اتباع عملية معالجة متعددة المراحل. ويتكون هذا النهج المتكامل مما يلي:

1. المعالجة المسبقة: تعمل هذه المرحلة على إزالة الجسيمات الكبيرة وضبط درجة حرارة ورطوبة تيار الغاز، مما يهيئه لمراحل المعالجة اللاحقة.
2. المؤكسد الحراري التجديدي (RTO): هنا، يتم تسخين غاز النفايات إلى درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى أكسدة المركبات العضوية إلى ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.
3. الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR): بعد عملية الأكسدة الحرارية العكسية (RTO)، يقوم الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR) باختزال أكاسيد النيتروجين (NOx) باستخدام عامل حفاز وعامل مختزل مثل الأمونيا، وتحويلها إلى نيتروجين وماء.
4. إزالة الكبريت والكلور: تركز الخطوات النهائية على إزالة مركبات الكبريت والكلور. تحوّل عملية إزالة الكبريت ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) إلى منتجات ثانوية غير ضارة، بينما تعالج عملية إزالة الكلور مركبات مثل كلوريد الهيدروجين، مما يضمن أن الغاز المنبعث يفي بالمعايير البيئية الصارمة.

من خلال تطبيق هذه العملية متعددة المراحل، يوفر نظام RP Techniek BV RTO حلاً موثوقًا وفعالًا لمعالجة غازات النفايات في صناعة الكيماويات الدقيقة، مما يعزز حماية البيئة ويدعم الممارسات الصناعية المستدامة.

تُعدّ السلامة أولوية قصوى في تصميم وتشغيل أنظمة تحويل الطاقة المتجددة (RTO) لدينا. يتميز برنامج التحكم المتكامل بخاصية التشخيص الذاتي ونظام تعشيق أمان متعدد المستويات لضمان موثوقية التشغيل. وقد تم تركيب مكونات أمان بالغة الأهمية، تشمل مانعات اللهب وأقراص التمزق وأنظمة التهوية الطارئة، لمنع وقوع الحوادث الخطرة. كما تُعزز وظائف أخرى، مثل كشف فرق الضغط، والتحكم في سلامة نظام الاحتراق، وصمامات التجاوز عالية الحرارة، من حماية النظام. في شركتنا، السلامة ليست مجرد ميزة، بل هي شريان حياتنا، وهي جزء لا يتجزأ من كل تصميم وعملية. وفيما يلي التدابير المحددة: 

يجب أن تخضع غازات العادم لسلسلة من عمليات المعالجة الفيزيائية أو الكيميائية المسبقة لتلبية متطلبات المدخل قبل دخولها إلى وحدة الأكسدة الحرارية التجديدية (RTO). لا تُناسب جميع تيارات العادم معالجة RTO: يجب أن يبقى تركيز المواد العضوية أقل من 25% من الحد الأدنى للانفجار، ويجب تجنب المواد المعرضة للتفاعل أو البلمرة - مثل الستايرين - لمنع التلوث ومخاطر السلامة. بالإضافة إلى ذلك، يجب الحفاظ على مستويات الجسيمات أقل من 5 ملغم/م³، خاصةً عند وجود ملوثات لزجة مثل القطران أو رذاذ الطلاء. كما يجب أن يُظهر تيار الغاز تدفقًا ودرجة حرارة وضغطًا وتركيزًا مستقرًا دون تقلبات كبيرة لضمان التشغيل المستمر والآمن. يُعد الالتزام بهذه الإرشادات ضروريًا للحفاظ على كفاءة معالجة عالية وتجنب المخاطر التشغيلية.

يتم ضغط غاز العادم باستخدام ضاغط ثم يتم توصيله إلى وحدة معالجة غازات العادم (RTO) للمعالجة بكمية محددة.

يمكن التحكم في تركيز غاز العادم الخارج عن طريق تكثيفه في مكثف بناءً على خصائص المركبات العضوية المتطايرة في المكونات. يُختار مذيب ذو قابلية ذوبان عالية لغاز العادم عالي التركيز لامتصاصه.

لإدارة التدفقات ذات التركيزات التي تتجاوز الحد الأدنى للانفجار (LEL)، ينبغي أولاً خفض محتوى الأكسجين باستخدام غازات خاملة مثل النيتروجين أو ثاني أكسيد الكربون لخفض التركيزات إلى ما دون الحد الأدنى للانفجار، ثم تخفيفها بالهواء إلى أقل من 25% من الحد الأدنى للانفجار. يجب التحكم في مصادر الاشتعال؛ عند استخدام التخفيف بالهواء، يمكن رش الماء لإزالة المصادر المحتملة، مع تحديد وتيرة استبدال ماء الرش بناءً على ذوبان المركبات العضوية المتطايرة. يُعد التخزين والإطلاق المتحكم به عبر خزانات جوية كبيرة أو أوعية مضغوطة طريقة فعالة أيضًا.

يُستخدم الغسيل الحمضي لإزالة المكونات القلوية، ويُستخدم الغسيل القلوي لمعادلة الملوثات الحمضية، ويمكن للغسيل بالماء إزالة الأملاح غير العضوية من تيار العادم.

بالنسبة للغازات ذات المحتوى العالي من بخار الماء، يجب تركيب أجهزة إزالة الرطوبة. ينبغي أن تكون خطوط الأنابيب مائلة لتسهيل التصريف مع مراعاة تأثير درجة الحرارة على ضغط البخار المشبع. يجب تركيب مخارج التصريف عند أدنى نقاط المراوح والمعدات والمداخن دون التأثير على الضغط السلبي للنظام.

ينبغي التحكم في تركيزات المواد ذات نقطة الوميض المنخفضة لمنع الاحتراق في قاع طبقة التجديد. كما يجب تقليل المركبات العضوية المكلورة للحد من تآكل حمض الهيدروكلوريك، باستخدام الامتزاز أو الامتصاص عند الضرورة. عند معالجة غازات النفايات المحتوية على الكلور، يجب التحكم في مستويات الأمونيا عن طريق الغسل بالماء أو الحمض لمنع ترسب أملاح الأمونيوم وانسداد الوسائط الخزفية.

تجمع استراتيجية المعالجة المسبقة بين الترشيح الميكانيكي والغسيل العكسي بالبخار الآلي لاعتراض الملوثات وإزالتها، بينما يتم تطبيق تكييف درجة الحرارة لتقليل محتوى المكونات اللزجة والمواد ذات نقطة الغليان العالية في غاز العادم.

يمكن أن تعمل خزانات التخزين المؤقت أيضًا كأوعية مانعة للتسرب السائل، مما يوفر خلطًا وتجانسًا لتيار الغاز مع تخفيف اختلافات التركيز.

يشير نظام المعالجة اللاحقة لعملية الأكسدة الحرارية المتجددة (RTO) إلى العملية التي تخضع فيها غازات العادم، بعد معالجتها بالأكسدة الحرارية في عملية الأكسدة الحرارية المتجددة، لسلسلة من طرق المعالجة الفيزيائية أو الكيميائية لضمان مطابقة الغاز الخارج من عملية الأكسدة الحرارية المتجددة لمعايير الانبعاثات. والهدف من المعالجة اللاحقة هو ضمان مطابقة جميع مؤشرات الانبعاثات لمعايير الانبعاثات.

امتزاز SO₂، HCl، COCl₂.

امتصاص الديوكسينات والمواد الأخرى ذات متطلبات الانبعاثات الخاصة.

إزالة النيتروجين من SNCR: الكفاءة <60%. SNCR, without the use of a catalyst, uniformly injects an amino-based reducing agent, such as ammonia or urea, into the flue gas at temperatures between 850°C and 1100°C. The reducing agent rapidly decomposes within the furnace, reacting with NOx in the flue gas to produce N2 and H2O (with little reaction to oxygen in the flue gas), thereby achieving denitrification.

إزالة النيتروجين بتقنية الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR): كفاءة عالية. تُعدّ تقنية SCR أكثر تقنيات إزالة النيتروجين من غازات المداخن استخدامًا على مستوى العالم. وتُستخدم في معظم محطات توليد الطاقة في دول ومناطق مثل اليابان وأوروبا والولايات المتحدة. لا تُنتج هذه التقنية أي منتجات ثانوية، ولا تُسبب تلوثًا ثانويًا، وتتميز ببساطة تركيبها، كما تُوفر كفاءة إزالة عالية (أكثر من 90%)، وتشغيلًا موثوقًا، وصيانة سهلة. تعمل تقنية SCR عن طريق حقن الأمونيا في غازات المداخن عند درجة حرارة تتراوح بين 180 و420 درجة مئوية فوق عامل حفاز، مما يُختزل NOₓ إلى N₂ وH₂O.

يعتمد هذا الحل على تقنية الأكسدة الحرارية الدورانية (RTO) المتطورة عالميًا، مما يضمن كفاءة عالية في التنقية والكفاءة الحرارية. يتم رش مياه الصرف الصحي المحتوية على 5% من الأمونيا مباشرةً في غرفة احتراق RTO عبر مسدسات رش، مع ضبط درجة الحرارة عند 850-950 درجة مئوية، مما يخلق ظروفًا مثالية لإزالة أكاسيد النيتروجين (NOx) عند درجات حرارة عالية باستخدام تقنية الاختزال التحفيزي الانتقائي (SNCR)، ويحقق إزالة تتراوح بين 30 و50% من أكاسيد النيتروجين. تعالج هذه الطريقة مياه الصرف الصحي المحتوية على الأمونيا وتزيل أكاسيد النيتروجين في آنٍ واحد، محققةً بذلك استراتيجية "معالجة النفايات" و"المعالجة المزدوجة للغاز والسائل"، مع تقليل الحمل على نظام الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR) في المراحل اللاحقة. أما بالنسبة لانبعاثات أكاسيد النيتروجين المتبقية من RTO، فقد تم دمج نظام SCR متطور، لتشكيل عملية إزالة أكاسيد النيتروجين SNCR-SCR مدمجة تعمل باستهلاك منخفض للطاقة وكفاءة عالية.

أ. التجميع والمعالجة المصنفة

• يتم جمع الغازات العادمة التي تحتوي على الأمونيا ومعالجتها بشكل منفصل، ولا يتم خلطها مع الغازات العادمة التي تحتوي على الكلور أو الكبريت.
• يتم جمع الغازات العادمة التي تحتوي على الكلور ومعالجتها بشكل منفصل، ولا يتم خلطها مع الغازات العادمة التي تحتوي على الأمونيا.
• يتم جمع الغازات العادمة المحتوية على الكبريت ومعالجتها بشكل منفصل، ولا يتم خلطها مع الغازات العادمة المحتوية على الأمونيا.

ب. تدابير المعالجة المسبقة للحد من المصدر

• بالنسبة للغازات العادمة التي تحتوي على آثار من الأمونيا إلى جانب الكلور أو الكبريت أو المركبات العضوية النيتروجينية، استخدم غسل الحمض الأمامي + غسل القلوي + إزالة الرطوبة لإزالة المكونات المحتوية على الأمونيا وتقليل تكوين ملح الأمونيوم.
• بالنسبة للغازات العادمة التي تحتوي على كل من الأمونيا وآثار HCl/SO₂، قم بتطبيق غسل قلوي أمامي + إزالة الرطوبة لإزالة المكونات الحمضية وتقليل توليد ملح الأمونيوم.

لتقليل تكوين أملاح الأمونيوم، يمكن تسخين خطوط الأنابيب الأمامية عن طريق التسخين المسبق، والتسخين التدريجي، والتطهير بالهواء الساخن، والعزل لرفع درجة الحرارة مع مراعاة درجة حرارة تحلل أملاح الأمونيوم.

ج- تصميم نظام تصريف المياه السفلي لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي

يُستخدم صمام الضغط العكسي لتنظيم ضغط مخرج مضخة الأمونيا. وبمجرد ضبط الضغط، لا يلزم إجراء أي تعديلات، مما يسمح بتركيب أكثر سلاسة على المنصة.