حلول معالجة صناعة فحم الكوك

تتكون الانبعاثات الناتجة عن عمليات إنتاج الفحم بشكل رئيسي من الأمونيا (NH₃) وكبريتيد الهيدروجين (H₂S) وثاني أكسيد الكبريت (SO₂). تبقى تركيزات هذه الملوثات مستقرة نسبيًا طوال دورة الإنتاج، مما يُسهّل تصميم أنظمة المعالجة. ولتلبية معايير الانبعاثات الصارمة، تُطبّق غالبًا عمليات إزالة الكبريت والنتروجين في المراحل اللاحقة بناءً على اللوائح البيئية والاحتياجات التشغيلية.

المؤكسد الحراري التجديدي - التطبيق - صناعة فحم الكوك
  • خصائص غازات النفايات: تحتوي غازات النفايات على الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت، ويكون تركيزها مستقرًا نسبيًا. يتطلب الجزء الخلفي من النظام، وفقًا للاحتياجات، إجراء معالجة لإزالة الكبريت والنيتروجين.
  • مصادر الغازات العادمة: الغازات العادمة من قسم إزالة الكبريت، والغازات العادمة من قسم كبريتات الأمونيوم، والغازات العادمة من قسم استخلاص الملح.
  • مكونات غازات النفايات: الأمونيا، وكبريتيد الهيدروجين، وثاني أكسيد الكبريت، وأكاسيد النيتروجين، والجسيمات الدقيقة، والمركبات العضوية المتطايرة.
  • مخطط العملية: المعالجة المسبقة + الأكسدة الحرارية المتجددة + (اختياري: الاختزال التحفيزي الانتقائي + إزالة الكبريت)
حلول حوكمة صناعة فحم الكوك - 1

رسم ثلاثي الأبعاد لصناعة فحم الكوك

مخطط انسيابي لغازات النفايات في صناعة فحم الكوك

مخطط انسيابي لعملية معالجة المركبات العضوية المتطايرة في صناعة فحم الكوك

مخطط العملية

لإدارة ومعالجة غازات النفايات الناتجة عن عمليات التكويك بشكل فعال، تم اقتراح نظام معالجة متعدد المراحل:

  1. المعالجة الأولية: تتضمن المرحلة الأولى تهيئة غازات العادم عن طريق إزالة الجسيمات الكبيرة وضبط درجة الحرارة والرطوبة. وهذا يضمن ظروف تشغيل مثالية للعمليات اللاحقة ويحسن كفاءة المعالجة الإجمالية.
  2. الأكسدة الحرارية التجديدية (RTO): في خطوة التحلل الأساسية، يُسخّن الغاز الناتج إلى درجات حرارة تتراوح بين 760 و870 درجة مئوية، مما يؤدي إلى أكسدة الملوثات العضوية وتحويلها إلى ثاني أكسيد الكربون (CO₂) وبخار الماء (H₂O). تُدمر هذه العملية المركبات العضوية المتطايرة وغيرها من الانبعاثات العضوية بشكل فعال.
  3. المعالجة اللاحقة الموجهة: بناءً على المتطلبات التنظيمية والتشغيلية، يمكن دمج عمليات إضافية مثل الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR) لتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين باستخدام الأمونيا أو اليوريا، يليها إزالة الكبريت للتخلص من مركبات الكبريت باستخدام مواد كيميائية مثل الحجر الجيري. تعزز هذه الخطوات الامتثال لمعايير الانبعاثات الصارمة.

من خلال تبني هذا النهج المتكامل للمعالجة، يمكن لصناعة فحم الكوك تحقيق تخفيضات كبيرة في الانبعاثات، مما يضمن الامتثال البيئي ويقلل من التأثير البيئي.

تقنية استخدام الطاقة الحرارية المتسلسلة لأكسدة غاز الميثان في مناجم الفحم - المسار 1

مسار استخدام الطاقة الحرارية المتسلسلة لأكسدة تخزين الطاقة الحرارية

التقنيات الرئيسية لمعدات الأكسدة بالتخزين الحراري

مبدأ تكنولوجيا غلايات الأكسدة لتخزين الطاقة الحرارية

تقوم غلاية الأكسدة ذات التخزين الحراري بتخزين الحرارة المتولدة أثناء احتراق غازات العادم، ثم تُخرجها كغازات مداخن عالية الحرارة. تصل كفاءة تحويل الحرارة فيها إلى 99%، وتتجاوز كفاءتها الحرارية الإجمالية 97%، مما يُمكّن من إعادة تدوير الطاقة الحرارية التي تحملها غازات العادم بكفاءة عالية.

تقنية الأكسدة الحرارية لتخزين الطاقة في صناعة فحم الكوك - المبدأ التقني لغلاية الأكسدة الحرارية

تقنية استقرار الأنظمة الحرارية

الحفاظ على الاستقرار الحراري للنظام في ظل تأثير الظروف الحدية مثل اضطرابات تعدين الفحم وحفر الأنفاق، واضطرابات تركيز غاز الميثان في طبقات الفحم، واضطرابات معدات نظام نقل الغاز، وانحراف الصفر للأجهزة، والقصور الذاتي الكبير لأجسام التخزين الحراري، والقصور الذاتي لتبخير الغلايات، والتغيرات في الحمل الحراري.

تقنية النقل الإقليمي لصناعة فحم الكوك - التقنيات الرئيسية - 1

نظام أمان ذكي

لمعالجة الترابط العالي بين معايير النظام، صممنا برنامج تحكم أمثل متعدد القيود يعمل في الوقت الحقيقي للحفاظ على تشغيل النظام بأكمله بأمان وكفاءة. كما يخضع كل نظام لتحليل HAZOP خاص بكل حالة لضمان السلامة والموثوقية والتشغيل الآمن في حالة الأعطال.

تقنيات سلامة النظام
فئة الأجهزة فئة البرامج/البرامج
1 مراقبة تركيز غاز الميثان 7 التحكم بصمام مزدوج 1 المراقبة عن بعد عبر التطبيق 7 إنذار الشذوذ
2 مرافق إخماد اللهب 8 نظام تحكم مزدوج بالغاز 2 التحكم في درجة حرارة العادم 8 نظام التعشيق الذكي
3 مرافق تهوية الانفجارات 9 مرافق مراقبة اللهب 3 التحكم في استعادة الحرارة المهدرة 9 إيقاف تلقائي بسبب عطل
4 صمام تهوية الطوارئ لارتفاع درجة الحرارة 10 مرافق الإشعال 4 التحكم في درجة حرارة الاحتراق 10 برنامج الفحص الذاتي للمعدات
5 صمام تهوية الطوارئ 11 صمام الأمان 5 مراقبة فرق درجة حرارة المعدات 11 التحكم في إيقاف التشغيل
6 مرافق تنظيم التركيز 12 مكونات التحكم المقاومة للانفجار 6 زر إيقاف الطوارئ 12 حلول تكامل الأنظمة

السيراميك لتخزين الطاقة الحرارية

1. الاختيار والتصميم

تقنية النقل الإقليمي لصناعة فحم الكوك - التقنيات الرئيسية - 2

2. اختبار الأداء

تقنية النقل الإقليمي لصناعة فحم الكوك - التقنيات الرئيسية - 2-2

3. اختبار الصدمة الحرارية

تقنية النقل الإقليمي لصناعة فحم الكوك - التقنيات الرئيسية - 4

مواد العزل

1. اختبار الأداء
عند وصول رغوة العزل، تخضع لعمليات فحص تركز على المؤشرات الرئيسية مثل الأبعاد، والكثافة الظاهرية، والمرونة، وقوة الشد، والتركيب الكيميائي.

تقنية النقل الإقليمي لصناعة فحم الكوك - التقنيات الرئيسية - 5

2. تصنيع المداخن بكميات كبيرة ودرجات حرارة عالية

ميزات التصميم:

  • هيكل ثابت ومتين، يضمن بقاء وحدات العزل في مكانها على المدى الطويل
  • عزل موثوق به وإمداد حراري مستقر
تقنية النقل الإقليمي لصناعة فحم الكوك - التقنيات الرئيسية - 6-1
تقنية النقل الإقليمي لصناعة فحم الكوك - التقنيات الرئيسية - 6-2

صمام ذو تدفق كبير وسطح طرفي مقاوم للحرارة العالية

صمام طرفي جديد مبرد بالهواء وعالي الحرارة:

  • أقصى مقاومة للحرارة 1100 درجة مئوية
  • يقلل من التسرب
  • يقلل من معامل المقاومة
  • يزيد من سعة التدفق
  • تحسين السلامة
تقنية النقل الإقليمي لصناعة فحم الكوك - التقنيات الرئيسية - 7