HCBBS Forum (العربية)
Submit Chemical Projects / Find Solutions
Amplify Your Requirements on a Broader Chemical Platform *Engineering · Technology · Equipment · Solutions*
Submit Request

مراجعة تقنيات التخلص المتكامل من كبريت الدخان وأكاسيد النيتروجين

2015-11-19View Original

Thread Content

يستعرض هذا المقال التقدم في أبحاث تقنيات إزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات، سواء على المستوى المحلي أو الدولي، كما يحلل المبادئ الأساسية لمختلف العمليات والمشاكل الموجودة في تطبيقها، مما يوفر إرشادًا مفيدًا للتطبيق العملي لتقنيات إزالة الكبريت والنيتروجين. أولاً: التقنيات التقليدية المتكاملة لإزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات العادمة
ثانياً: التقنيات المتكاملة لإزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات العادمة بالطريقة الجافة
(1) طريقة الامتصاص/إعادة التنشيط
(2) طريقة الحفز الهوائي/الصلب لإزالة الكبريت والنيتروجين في نفس الوقت
(3) طريقة رش المواد الماصة لإزالة الكبريت والنيتروجين في نفس الوقت
(4) طريقة الأكسدة بواسطة الإلكترونات عالية الطاقة
ثالثاً: التقنيات المتكاملة لإزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات العادمة بالطريقة الرطبة
رابعاً: الاستنتاجات والتوصيات
أولاً: التقنيات التقليدية المتكاملة لإزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات العادمة
التقنيات المستخدمة على نطاق واسع حالياً في العالم لإزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات العادمة هي تقنية wet-FGD + SCR/SNCR، وهي تقنية تجمع بين إزالة الكبريت بالطريقة الرطبة وتقنيات الاختزال الحفزي الانتقائي (SCR) أو الاختزال غير الحفزي الانتقائي (SNCR). يُستخدم طريقة الكالسيوم، والتي تعتمد على استخدام الجير أو الحجر الجيري، بشكل شائع في إزالة غازات الكبريت من الغازات الملوثة. تصل كفاءة هذه الطريقة إلى أكثر من 90%، لكن عيوبها تتمثل في حجم المشروع الضخم، وارتفاع التكاليف الأولية وتكاليف التشغيل، بالإضافة إلى احتمالية حدوث تلوث ثانوي. عندما تكون درجة حرارة تفاعل الاختزال الحفزي الانتقائي لإزالة النيتروجين 250 إلى 450 درجة مئوية، يمكن الوصول إلى معدل إزالة للنيتروجين يتراوح بين 70% و90%. هذه التقنية ناضجة وموثوقة، وتُستخدم على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، خاصة في الدول المتقدمة. لكن تكلفة معدات هذه العملية مرتفعة، كما يلزم معالجة الغازات المنبعثة مسبقًا، بالإضافة إلى أن العوامل المساعدة في التفاعلات باهظة الثمن وعمرها الافتراضي قصير. وهناك أيضًا مشاكل مثل تسرب الأمونيا وتآكل المعدات بسهولة. تتراوح درجة حرارة الاختزال غير الحفزي الانتقائي بين 870 و1200 درجة مئوية، ومعدل إزالة أكاسيد النيتروجين أقل من 50%. العيوب تتمثل في ارتفاع تكلفة معدات الإنتاج، والحاجة إلى معالجة الغازات المنبعثة مسبقًا، بالإضافة إلى قابلية تآكل المعدات. ثانيًا: تقنية التخلص المتكامل من غازات العادم وإزالة النيتروجين باستخدام الطريقة الجافة. تشمل هذه التقنية أربعة جوانب: طريقة الامتصاص/إعادة التشغيل للمرحلة الصلبة، وتقنية الكيميائية المساعدة لإزالة غازات العادم في المرحلة الغازية والصلبة في نفس الوقت، وطريقة رش المواد الممتصة، بالإضافة إلى طريقة التأكسد بواسطة الإلكترونات عالية الطاقة. (أ) طريقة الامتصاص/إعادة التنشيط للمواد الكربونية: تنقسم هذه الطريقة، حسب نوع مادة الامتصاص، إلى طريقة الامتصاص باستخدام الفحم النشط وطريقة الامتصاص باستخدام الكوك النشط، ومبدأ إزالة الكبريت والنيتروجين في كلا الطريقتين متشابه إلى حد كبير. تنقسم عملية إزالة الكبريت والنيتروجين باستخدام الفحم النشط إلى جزأين: برج الامتصاص وبرج إعادة التنشيط. أما طريقة الامتصاص باستخدام الفحم النشط، فهي تعتمد على برج امتصاص واحد، وينقسم هذا البرج إلى طبقتين؛ الطبقة العلوية لإزالة أكاسيد النيتروجين، والطبقة السفلية لإزالة الكبريت. يتحرك الفحم النشط صعودًا وهبوطًا داخل البرج، بينما يمر الغاز الناتج عرضيًا عبر البرج. من المزايا الرئيسية لهذه الطريقة ما يلي: ① معدل إزالة الكبريت المرتفع جدًا (98%)، بالإضافة إلى معدل إزالة النيتروجين المرتفع أيضًا في درجات حرارة منخفضة (100–200 درجة مئوية)، وهو 80% ; ②لا حاجة لتسخين الغازات المنبعثة بعد معالجتها قبل إطلاقها ; ③بدون استخدام الماء، بدون تلوث ثانوي ; ④مصادر المواد الاستيعابية متنوعة، ولا توجد مشكلة تسمم، فقط يلزم استبدال الجزء المستهلك ; ⑤يمكنه إزالة غاز SO2 الذي يصعب إزالته بالطرق الرطبة ; ⑥يمكنه إزالة الملوثات مثل HF وHCl والزرنيخ والزئبق من الغازات العادمة، وهو تقنية معالجة عميقة ; ⑦يتمتع بوظيفة إزالة الغبار، وتكون تركيزات الغبار عند المخرج أقل من 10 ملغ/م³ ; ⑧يمكن إعادة تدوير المنتجات الثانوية، مثل: الكبريت عالي النقاء، وحمض الكبريتيك المركز، وثاني أكسيد الكبريت السائل، والأسمدة الكيميائية، وغيرها ; ⑨تكلفة البناء منخفضة، وتكاليف التشغيل معقولة، وتشغل مساحة صغيرة. اقترح الياباني آي. موتشيدا تقنية جديدة لإزالة الكبريت والنيتروجين باستخدام ألياف الكربون النشط. تتمثل هذه التقنية في تحويل الكربون النشط إلى ألياف بقطر حوالي 20 ميكرومتر، مما يزيد بشكل كبير من مساحة الامتصاص ويحسّن من قدرات الامتصاص والتحفيز. مع التطور، أصبحت نسبة إزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين بواسطة هذه التقنية تصل إلى 90%. في السنوات الأخيرة، دمج البعض بين تقنية الامتصاص باستخدام الكربون النشط وتقنية الموجات الدقيقة، واقترحوا تقنية الاختزال الحفاز لإزالة الكبريت والنيتروجين بواسطة الموجات الدقيقة. تستخدم هذه التقنية الكربون النشط كوسيط لأكاسيد النيتروجين، وباستخدام طاقة الموجات الدقيقة، يمكن تحقيق معدلات عالية في إزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين تصل إلى أكثر من 90%. شركة نوكسو الأمريكية بدأت في عام 1982 البحث في تقنية الإزالة المستخدمة لإزالة الكبريت والنيتروجين، وذلك باستخدام مادة الألومينا المؤكسدة. يتكون مادة الامتصاص في هذا القانون من ألومينا من نوع R كحامل، حيث يتم رش محلول قاعدي أو أملاح ذات خصائص قاعدية على الحامل، ثم يتم تسخين مادة الامتصاص بعد نقعها وتجفيفها لإزالة الماء المتبقي. يمكن إعادة تنشيط المادة الاستيعابية بعد أن تصل إلى حالة الاستيعاب الكامل، ويتم ذلك عن طريق وضع المادة الاستيعابية في جهاز التسخين، حيث يتم تسخينها عند درجة حرارة تقارب 600 درجة مئوية لإطلاق غازات NOx، ثم يتم إعادة هذه الغازات إلى محركات الاحتراق في الغلاية. في الموقد، تصل تركيزات غازات NOx إلى حالة مستقرة، ويتم تحقيق توازن كيميائي. وبهذه الطريقة، لن يتم إنتاج غاز NOx بعد الآن، بل سيكون هناك فقط غاز N2، وبالتالي يتم كبح إنتاج غاز NOx. عند إضافة غازات مختزلة إلى جهاز إعادة التكوين، يتكون خليط من غازات SO2 وH2S بتركيزات عالية، ويمكن استخدام طريقة كلاوس لاستخلاص الكبريت. طريقة الامتصاص بواسطة CuO: تستخدم هذه الطريقة مادتي CuO/Al2O3 أو CuO/SiO2 كمواد امتصاص (حيث يكون محتوى CuO عادةً بين 4% و6%) لإزالة غازي ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين. يتم التفاعل في خطوتين: 1) داخل جهاز الامتصاص: في نطاق درجات حرارة تتراوح بين 300°م و450°م، يتفاعل المادة الامتصاصية مع ثاني أكسيد الكبريت لتكوين مركب CuSO4 ; نظرًا للنشاط الحفزي العالي لكل من CuO وCuso4 الناتج على تخفيض أكاسيد النيتروجين بواسطة NH3، يتم استخدام طريقة SCR لإزالة النيتروجين. ٢) في جهاز إعادة التنشيط: بعد أن يصبح المادة الماصة مشبعة، يتم إرسال مركب CuSO4 الناتج إلى جهاز إعادة التنشيط لإعادة تحويله. عادةً، يتم استخدام غاز H2 أو CH4 لاختزال مركب CuSO4، ويمكن استرداد ثاني أكسيد الكبريت الناتج باستخدام جهاز كلاوس لإنتاج الحمض ; يتم أكسدة النحاس المسترد أو Cu2S في جهاز المعالج بواسطة الغازات المنبعثة أو الهواء إلى CuO، ويتم استخدام CuO الناتج مرة أخرى في عملية الاختزال. يمكن لهذه العملية تحقيق معدل إزالة لثاني أكسيد الكبريت يزيد عن 90%، بالإضافة إلى معدل إزالة لأكاسيد النيتروجين يتراوح بين 75% و80%. تتطلب طريقة الامتصاص بواسطة CuO درجة حرارة عالية، وتحتاج إلى جهاز تسخين، كما أن تكلفة تصنيع المادة الماصة مرتفعة. في السنوات الأخيرة، ومع تقدم الأبحاث، ظهرت طرق لدمج الفحم النشط مع CuO. يمكن، عند دمج الاثنين معًا، تصنيع مواد امتصاص كيميائي ذات درجة حرارة نشاط مناسبة، مما يتغلب على عيب انخفاض درجة حرارة النشاط في المادة AC وعيب ارتفاع درجة حرارة النشاط في المادة CuO/Al2O3. درس ليو شوجون وزملاؤه استخدام مادة CuO/AC في إزالة غازات SO2 وNOx من الغازات المنبعثة، وقد أظهر المحفز الجديد من نوع CuO/AC فعالية عالية في إزالة هذه الغازات عند درجات حرارة تتراوح بين 120 و250 درجة مئوية، وهي فعالية أعلى بكثير من فعالية مواد AC وCuO/Al2O3 في نفس درجات الحرارة. طورت شركة EnviroScrub Technologies الأمريكية تقنية جديدة تُسمى تقنية بالمان، وهي عبارة عن طريقة غسيل جاف في خطوة واحدة، يمكن من خلالها إزالة أكثر من 99% من أكاسيد الكبريت الموجودة في الغازات الناتجة عن العمليات الصناعية. كما يمكن إزالة 99% من أكاسيد النيتروجين بشكل اختياري أو في نفس الوقت، مما يجعل الغازات الناتجة مطابقة تمامًا للمعايير البيئية. نظرًا لاستخدامه مركبات غير عضوية كمواد امتصاص، بدلاً من الأمونيا المستخدمة في العمليات التقليدية، فإن المنتجات الثانوية هي أكاسيد وكبريتات قابلة لإعادة التدوير، وليس روث الجبس الذي يلوث البيئة ويحتاج إلى دفنه. تنطبق هذه التقنية على محطات توليد الكهرباء التي تعمل بالغاز الطبيعي أو الفحم، وهي لا تزال في المرحلة التجريبية حتى الآن، ولم يتم استخدامها في الصناعة بعد. (ثانياً) تقنية الكربنة/التحفيز الصلب المتزامن لإزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين: تستخدم هذه التقنية محفزات لخفض طاقة التنشيط اللازمة للتفاعل، مما يساعد على إزالة ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين. ومقارنة بتقنية SCR التقليدية، فإنها توفر كفاءة أعلى في إزالة أكاسيد النيتروجين. تقنية SNOX هي تقنية مشتركة لإزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين، تم تطويرها من قبل شركة Haldor Topsoe الدنماركية. تعتمد هذه التقنية على أكسدة غاز SO2 إلى SO3 لاستخلاص حمض الكبريتيك، كما تستخدم طريقة الاختزال الحفزي الانتقائي لإزالة أكاسيد النيتروجين. يمكن لهذه العملية إزالة 95% من غاز SO2، و90% من غازات NOx، بالإضافة إلى تقريبًا جميع الجسيمات الدقيقة. تم تطوير عملية Desonox بشكل مشترك من قبل شركات Degussa وLentjes وLurgi. تقوم هذه العملية، بالإضافة إلى تحويل غاز ثاني أكسيد الكبريت في الغازات المنبعثة إلى ثلاثي أكسيد الكبريت لإنتاج حمض الكبريتيك، وكذلك استخدام تقنية SCR لإزالة غازات أكسيد النيتروجين، على أكسدة غاز أول أكسيد الكربون والهيدروكربونات غير المحترقة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء. تتميز هذه العملية بكفاءة عالية في إزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين، ولا تسبب تلوثًا ثانويًا، كما أن تقنيتها بسيطة، وتكاليف التشغيل والاستثمار فيها منخفضة، مما يجعلها مناسبة لتحديث المصانع القديمة. عملية SNRB هي عملية تنقية لغازات العادم عند درجات حرارة عالية، وهي عملية جديدة تم تطويرها من قبل شركة B&W. يمكن لهذه العملية إزالة ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين والغبار في نفس الوقت، ويتم معالجتها جميعًا في غرفة تجميع عالية الحرارة. تقلل عملية SNRB التكاليف وتقلص المساحة المطلوبة، وذلك لأنها تجمع إزالة ثلاثة أنواع من الملوثات في جهاز واحد. عيبها هو أن درجة حرارة الغازات المطلوبة تتراوح بين 300°م و500°م، مما يستلزم استخدام أكياس تصفية مصنوعة من ألياف خزفية مقاومة للحرارة العالية، وبالتالي يزداد التكلفة. وصلت تقنية تنقية الغازات الناتجة عن محركات بارسونز إلى مرحلة التجارب العملية، حيث يمكنها التخلص من غازي SO2 وNOx الموجودين في غازات المحركات التي تعمل بالفحم بكفاءة تزيد عن 99%. تتم هذه العملية في خطوة اختزال منفصلة، حيث يتم اختزال غاز SO2 إلى H2S بشكل تحفيزي، واختزال غاز NOx إلى N2، بينما يتم اختزال الأكسجين المتبقي إلى ماء ; استرداد H2S من غازات مخرجات مفاعل الهيدروجنة ; إنتاج كبريت عنصري من الغازات الغنية بـ H2S. تقنية السرير المتدفق الدوار لإزالة الكبريت والنيتروجين (CFB) تعتبر تقنية السرير المتدفق الدوار أصلاً تقنية لإزالة الكبريت بطريقة شبه جافة، تم تطويرها في البداية من قبل شركة LLB (Lurgi Lentjes Bischoff) في ألمانيا. لقد شهدت هذه التقنية تطورًا سريعًا في السنوات الأخيرة، حيث أصبحت متقدمة وموثوقة، كما انخفضت تكاليف التشغيل بشكل كبير. ومن أجل تطوير طرق أكثر كفاءة واقتصاداً وموثوقية لإزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات، تم دمج تقنية السرير المتدفق الدوراني في تقنيات إزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات. تقنية سرير التدفق المتداول للغازات الملوثة (CFB) المدمجة مع تقنيات إزالة الكبريت والنيتروجين، تم تطويرها من قبل شركة Lurgi GmbH. تستخدم هذه التقنية الجير كمادة امتصاص لإزالة ثاني أكسيد الكبريت، والمنتجات الناتجة هي بشكل رئيسي CaSO4 و10% من CaSO3 ; تستخدم عملية إزالة النيتروجين أمونيا كعامل مختزل في عملية الاختزال الحفاز المختار، والمحفز هو مركب مسحوق نشط وهو FeSO4·7H2O، ولا يحتاج إلى حامل داعم، كما أن درجة الحرارة المطلوبة لتشغيل العملية هي 385 درجة مئوية. أظهرت نتائج تشغيل هذا النظام في ألمانيا أن كفاءة إزالة الكبريت تصل إلى 97%، وكفاءة إزالة أكاسيد النيتروجين تصل إلى 88%، عندما يكون معدل ca/s بين 1.2 و1.5، ومعدل NH3/NOx بين 0.7 و1.03. (ثالثاً) تقنية إزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين عن طريق رش المواد الماصة: حيث يتم رش مساحيق جافة مثل القلويات أو اليوريا داخل الفرن أو المداخن أو أبراج الغسيل الجاف بالرذاذ، وبفضل ظروف معينة، يمكن إزالة ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين في نفس الوقت. يعتمد معدل إزالة أكاسيد النيتروجين بشكل أساسي على نسبة ثاني أكسيد الكبريت إلى أكاسيد النيتروجين في الغازات المنبعثة، ودرجة حرارة التفاعل، وحجم جزيئات المادة المستخدمة في الامتصاص، بالإضافة إلى مدة بقاء الغازات في هذه المادة. لكن عندما يكون تركيز ثاني أكسيد الكبريت منخفضًا في النظام، فإن كفاءة إزالة أكاسيد النيتروجين تكون منخفضة أيضًا. لذلك، فإن هذه العملية مناسبة لمعالجة غازات المداخن الناتجة عن الفحم الغني بالكبريت. تقنية رش الجير (الحجر) في الغلاية/اليوريا لإزالة الكبريت والنيتروجين، وهي تقنية تم تطويرها بالتعاون بين معهد مندلييف للهندسة الكيميائية في روسيا وغيره من المؤسسات. تجمع هذه العملية بين رش الكالسيوم داخل الفرن والاختزال غير الحفاز المختار (SNCR)، لتحقيق إزالة ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين من الغازات المنبعثة في نفس الوقت. يتكون السائل المستخدم في عملية الرش من محلول اليوريا ومواد امتصاص قائمة على الكالسيوم، حيث تبلغ نسبة المواد الصلبة فيه 30%، وقيمة الرقم الهيدروجيني تتراوح بين 5 و9. مقارنةً بطريقة الرش باستخدام مادة Ca(OH)2 الجافة، فإن طريقة الرش باستخدام هذا السائل تزيد من فعالية إزالة غاز SO2، ويرجع ذلك على الأرجح إلى أن مواد الامتصاص في هذه الطريقة تكون أكثر نعومة وفعالية. أجرى جوليت وآخرون العديد من التجارب باستخدام جهاز حرق الغاز الطبيعي بقوة 14.7 كيلوواط. يحتاج هذا الإجراء إلى تحسين، لأن كمية الغازات المعالجة فيه صغيرة جدًا، مما يجعله غير كافٍ للاستخدامات الصناعية. تستخدم عملية التحكم الشاملة في انبعاثات SO2/NOx من النوع الجاف موقدًا من نوع Low-NOx DRB-XCL من شركة Babcock & Wilcox، حيث يعمل هذا الموقد على تقليل إنتاج أكاسيد النيتروجين عن طريق رش كمية معينة من الفحم والهواء في بيئة ناقصة الأكسجين. يتم إدخال الهواء الزائد لإكمال عملية الاحتراق، وكذلك للتخلص من أكاسيد النيتروجين بشكل أفضل. من المتوقع أن تقلل مواقد احتراق النيتروجينات المنخفضة من انبعاثات النيتروجينات بنسبة 50٪، كما يمكنها تقليل هذه الانبعاثات بأكثر من 70٪ عند استخدام هواء إضافي. يمكن تطبيق نظام التحكم في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون/أكاسيد النيتروجين من النوع الجاف، سواء كنظامًا متكاملاً أو كتقنية منفصلة، على المحطات الكهربائية أو الغلايات الصناعية، وهو يُستخدم بشكل رئيسي في الوحدات الصغيرة والمتوسطة القديمة. (٤) طريقة التفاعل الأكسددي بواسطة الإلكترونات عالية الطاقة: تستخدم هذه الطريقة شعاعًا من الإلكترونات عالية الطاقة، حيث يتم إطلاق الإلكترونات من الكاثود وتسريعها بواسطة المجال الكهربائي. عندما يصطدم هذا الشعاع بالغازات الناتجة عن الاحتراق، فإنه ينتج جذورًا حرة، والتي بدورها تتفاعل مع غازات SOx وNOx لتكوين حمض الكبريتيك وأحماض أخرى. وعند إضافة غاز الأمونيا (NH3)، فإن ذلك يؤدي إلى تكوين منتجات ثانوية مثل (NH4)2SO4 وNH4NO3. بعد أكثر من 20 عامًا من البحث والتطوير، تمكنت شركة إيهارا اليابانية من الانتقال تدريجيًا من المراحل التجريبية إلى المستوى الصناعي. معدل إزالة الكبريت أكثر من 90%، ومعدل إزالة النيتروجين أكثر من 80%. لكن استهلاكه للطاقة مرتفع (يشكل حوالي 2% من طاقة المصنع)، كما أن تكاليف تشغيله عالية. طريقة البلازما بالتأين النبضي (PPCP): اكتشف ماسودا وزملاؤه في عام 1986 أن التأين الكوروني يمكن أن يساعد في إزالة ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين في نفس الوقت. وقد أصبحت هذه الطريقة من بين الطرق الرائدة على المستوى الدولي لإزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين، وذلك بفضل بساطة المعدات المستخدمة، وسهولة التشغيل، بالإضافة إلى فعاليتها العالية في إزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين والغبار، وكذلك إمكانية استخدام المنتجات الثانوية كأسمدة. تعتبر تقنية البلازما بالشعاع النبضي وطريقة الحزمة الإلكترونية من ضمن تقنيات البلازما. يساهم استخدام الشعاع النبضي مع التقنيات التقليدية للاستيعاب في الحالة السائلة (مثل كربونات الكالسيوم أو بيكربونات الأمونيوم) في رفع كفاءة إزالة ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين من الغازات، مما يؤدي إلى تحقيق عملية إزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين في نفس الوقت. للتفريغ الكوروني المتباعد مزايا بارزة في إزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين، كما أن له إمكانات كبيرة في توفير الطاقة، ولا يؤثر على العمل الآمن لغلايات محطات التوليد. ثالثًا: تقنية إزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات باستخدام الطريقة الرطبة. في هذه العملية، يتم أكسدة غاز NO إلى NO2 في المرحلة الغازية/السائلة، أو يتم زيادة قابلية ذوبان غاز NO عن طريق إضافة مواد معينة. تظل طرق إزالة الكبريت والنيتروجين بطريقة رطبة في مرحلة البحث في الوقت الحالي، وتشمل هذه الطرق طريقة الأكسدة وطريقة التكوين الرطب. عملية أكسدة الكلوريك بالأكسدة (المعروفة أيضًا باسم عملية دينتري-نوكس-نوكسورب) هي عملية تستخدم نظام غسيل رطب، لإزالة ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين من الغازات المنبعثة في جهاز واحد. تستخدم تقنية tri-nox-noxsorb عمليتين، وهما برج الامتصاص الأكسداتي وبرج الامتصاص القاعدي، لإزالة ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين، بالإضافة إلى إزالة العناصر المعدنية السامة بكميات صغيرة مثل As وBe وCd وCr وPb وHg وSe. درس إيزابيل وآخرون عملية أكسدة غازي NOx وSO2 إلى أحماض *AO وحمض الكبريتيك باستخدام بيروكسيد الهيدروجين في الظروف الحمضية. طريقة أكسدة الفوسفين الأصفر تتمثل في أكسدة غاز NO إلى NO2، ومن ثم يتفاعل ذلك مع محلول قاعدي سائل لإنتاج كبريتات وأكاسيد AO. تصل نسبة إزالة ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين إلى أكثر من 95%. لكن الفوسفين الأصفر يتميز بقابليته للاشتعال وعدم استقراره بالإضافة إلى سميته إلى حد ما، لذا يجب استخدام طرق معالجة مسبقة لحل هذه المشاكل. عملية الامتصاص بالتركيب الرطب: تستخدم عملية الامتصاص بالتركيب الرطب عادةً الحديد أو الكوبالت كمحفزات. عند إضافة عامل تكوين يمكنه ربط أكسيد النيتروجين إلى المحلول المائي، فإن ذلك يؤدي إلى تكوين مركب. يمكن للـ NO المرتبط بالعوامل المرتبطة أن يتفاعل مع أيونات SO32-/HSO3- في المحلول، مما يؤدي إلى تكوين سلسلة من مركبات N-S، وبالتالي إعادة تجديد العوامل المرتبطة. يتطلب هذا الإجراء إعادة تنشيط المحلول الممتص عن طريق إزالة ديثيوسلفاتات وكبريتاتات ومركبات N-S، بالإضافة إلى تحويل مركبات الحديد ثلاثية التكافؤ إلى مركبات حديد ثنائية التكافؤ. يمكن لعملية الامتصاص بالتركيب الرطب أن تقوم في نفس الوقت بإزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين، لكنها لا تزال في مرحلة التجريب حاليًا. العوائق الرئيسية التي تؤثر على تطبيقاته الصناعية هي فقدان المركبات المشتقة من الكيماويات خلال عملية التفاعل، بالإضافة إلى صعوبة إعادة تشكيل هذه المركبات المعدنية وانخفاض معدل استخدامها، مما يؤدي إلى ارتفاع تكاليف التشغيل. الخاتمة والتوصيات: أصبحت تقنيات التخلص من الكبريت والنيتروجين موضوعًا رئيسيًا للبحث والتطوير في مختلف الدول بهدف السيطرة على تلوث الغازات الناتجة عن عمليات الاحتراق. حاليًا، تظل معظم هذه التقنيات في مرحلة البحث فقط، وعلى الرغم من وجود بعض المشاريع التجريبية، إلا أن التكاليف العالية لتشغيل هذه التقنيات تعيق انتشارها على نطاق واسع. يُعد تطوير تقنيات متكاملة لإزالة الكبريت والنيتروجين تتناسب مع ظروف بلادنا، وتتميز بانخفاض التكاليف الاستثمارية وتكاليف التشغيل، وارتفاع الكفاءة، بالإضافة إلى إمكانية استغلال المنتجات الثانوية، أحد المحاور الرئيسية للتطور في المستقبل.
Reply #22024-01-31
تتلخص التطورات في تقنيات إزالة كبريت الغازات ونيتروجينها على المستوى المحلي والدولي كما يلي: العمليات التقليدية: تعتمد بشكل أساسي على إزالة الكبريت من الغازات بالطريقة الرطبة، مع استخدام تقنيات الاختزال الحفزي الانتقائي أو الاختزال غير الحفزي الانتقائي لإزالة النيتروجين. يُستخدم الجير أو الحجر الجيري بشكل شائع لإزالة الكبريت، وهو فعال، لكن تكاليف التشغيل مرتفعة، كما قد يسبب تلوثًا ثانويًا. تقنية SCR ناضجة، لكن تكلفة المعدات مرتفعة والمحفزات باهظة الثمن. تكلفة SNCR منخفضة، لكن معدل إزالة النيتروجين منخفض أيضًا. التقنيات الجافة: تشمل طريقة الامتصاص الصلب وإعادة التدوير، والكيمياء الحفزية لإزالة الكبريت والنيتروجين في نفس الوقت، وطريقة رش المواد الماصة، بالإضافة إلى طريقة التأكسد بواسطة الإلكترونات عالية الطاقة. تتميز هذه التقنيات بكفاءة عالية في إزالة الكبريت وأكاسيد النيتروجين، وتكلفتها منخفضة نسبيًا، كما أنها لا تسبب تلوثًا للمياه، بالإضافة إلى إمكانية استرداد المنتجات الثانوية. التقنية الرطبة: تستخدم عمليات إزالة الكبريت والنيتروجين من الغازات بالطريقة الرطبة استراتيجية أكسدة NO إلى NO2 في المرحلة الغازية/السائلة، أو إضافة مواد مضافة لزيادة قابلية ذوبان NO. في مرحلة التجربة غالبًا، توجد تحديات مثل فقدان المواد الكيميائية المستخدمة ومشاكل إعادة تصنيعها. تظل التقنيات المتكاملة في مرحلة البحث حاليًا، وهناك عدد قليل من المشاريع التجريبية التي تُستخدم فيها، وقد أدت مشاكل التكلفة إلى الحد من انتشارها على نطاق واسع. يجب في المستقبل تطوير تقنيات متكاملة لإزالة الكبريت والنيتروجين تتناسب مع الظروف المحلية، وتكون منخفضة التكلفة وفعالة. .

Submit a Project

**Looking for Chemical Technology, Equipment & Solutions?** No Registration Required Broader Platform Exposure | Global Chemical Service Provider Connections

Submit Request — Free Consultation

Disclaimer

This is an automated machine translation of the original thread. Some technical terms may have inaccuracies; the original text shall prevail. Click "View Original" at the top right to access the source page, which supports IP-based automatic real-time language translation. Please watch out for contact details and sales inducements to prevent fraud. All content and translations are for reference only, representing solely the poster's personal views. For enquiries, email service@hcbbs.com.