ملخص تقنيات معالجة غازات VOC الضارة

Thread Content

تُعد التقنيات التالية من التقنيات المستخدمة عادةً في معالجة غازات النفايات التي تحتوي على مركبات عضوية متطايرة، وسنقوم هنا بشرحها بالتفصيل بناءً على خبرة شركتنا: 1) تقنية البلازما المنخفضة الحرارة. المبدأ التقني: تعتمد تقنية البلازما المنخفضة الحرارة (Non-Thermal Plasma) على تطبيق تيار كهربائي فائق التردد وفائق الجهد على سلك معدني رفيع محوري مع أنبوب معدني سداسي الشكل، مما يؤدي إلى حدوث تفريغ كهربائي، ويولد كمية كبيرة من الإلكترونات عالية الطاقة. وتتصادم هذه الإلكترونات مع جزيئات الغاز المحيطة، مما ينتج عنه تكوين مجموعات نشطة كيميائيًا، وبالتالي يتحلل الملوثات الضارة. الشكلان 1-2 يُظهران الصورة الفعلية لمصدر البلازما ذو درجة الحرارة المنخفضة وجهاز توليده. المزايا التقنية: 1. لتلبية احتياجات معالجة كميات كبيرة من الغازات الملوثة، تم تطوير تقنية مصادر طاقة عالية القدرة وعالية التردد وعالية الجهد (30 كيلوواط/50 كيلوفولت)، مع استخدام تقنية قياس وتحكم عامل الانفجار الكهربائي للحفاظ على هذا العامل في حدود 10 مرات في الدقيقة، مما يوفر قدرة تكيف عالية وأمانًا كبيرًا واستهلاكًا منخفضًا للطاقة بالإضافة إلى أداء مستقر وموثوق ； 2. يتمتع مولد البلازما منخفضة الحرارة الجديد بنسبة كفاءة عالية ومنطقة تفريغ كبيرة، مما يضمن كفاءة الجهاز وقابليته للتطبيق في مختلف الحالات. الصناعات المستخدمة: الكيماويات، معالجة المواد، التبغ، المطاط، الأغذية، الطباعة والصباغة، صناعة الورق، الجلود، إلخ. الظروف المناسبة للاستخدام: كمية الهواء: 3000~20000 نيوتن·متر مكعب/ساعة ； غازات ذات رائحة كريهة، ودخان صناعي، وغازات VOCs ذات جزيئات صغيرة. ٢) تقنية الأكسدة الحفازة: المبدأ التقني: تعتمد تقنية الأكسدة الحفازة على تسخين الغازات العضوية والغازات ذات الرائحة الكريهة إلى حوالي 300 درجة مئوية، وبفعل العامل الحفاز يتم أكسدة هذه الغازات إلى جزيئات صغيرة مثل N2 وCO2 وH2O. كما يتم استخدام الغازات الساخنة الناتجة لتسخين الغازات الباردة التي سيتم معالجتها، وبذلك يتم توفير استهلاك الوقود اللازم لتسخين الغازات. المزايا التقنية: أداء مستقر، وكفاءة عالية، وتوفير اقتصادي وأمان كبير، بالإضافة إلى هيكل مدمج ويشغل مساحة قليلة؛ كما يمكن تجهيزه باسترداد الحرارة المهدرة. عندما تكون تركيزات الغازات العادمة ≥5000 ملغ/م³ (أو عندما يكون الارتفاع الذاتي في درجة الحرارة ≥150 درجة مئوية)، يمكن للنظام أن يعمل بتسخين ذاتي دون الحاجة إلى أي إمداد طاقة إضافي. الصناعات المستخدمة: صناعة البتروكيماويات، والرش، والكيماويات، والأدوية، والطباعة، والحبر، وغيرها من الصناعات. الظروف المناسبة للاستخدام: كمية الهواء: 100~10000 نيوتن·متر مكعب/ساعة ； تركيز الغازات الضارة: متوسط إلى عالي، 1000~6000 ملغ/نم³. ٣) تقنية التركيز بالامتصاص: المبدأ الفني: تعتمد تقنية التركيز بالامتصاص على قدرة المواد الماصة على امتصاص المواد العضوية، حيث يتم تركيز الغازات ذات الكمية الكبيرة والتركيز المنخفض إلى غازات ذات كمية أقل وتركيز أعلى، ثم تُرسل إلى وحدات معالجة لاحقة مثل الأكسدة (الحفزية) أو إعادة التدوير، وذلك لتقليل تكاليف الاستثمار في المعدات وتكاليف التشغيل. المزايا التقنية: 1. استثمارات مخفضة في المعدات، وتكاليف تشغيل منخفضة، كما يمكن أن يوفر ذلك قيمة اقتصادية معينة للمالك ； ٢. الشركات البيئية الأخرى لا تمتلك تقنيات لإعادة تدوير الكربون النشط، بينما يتميز كربوننا النشط بسعة امتصاص عالية وعمر خدمة طويل (من ١ إلى ٢ سنة)، مما يوفر على المالكين تكاليف التخلص من النفايات الخطرة، كما يقلل من تكاليف استبدال الكربون النشط لديهم ； 3. العملية ناضجة وموثوقة، آمنة ومستقرة، ذات درجة عالية من الأتمتة، وتتطلب صيانة قليلة. الصناعات المستخدمة: صناعة البتروكيماويات، والرش، والكيماويات، والأدوية، والطباعة، والحبر، وغيرها من الصناعات. الظروف المناسبة للاستخدام: كمية الهواء: 1000~100000 نيوتن·متر مكعب/ساعة، تركيز الغازات الضارة: ≤1000 ملليجرام/نيوتن·متر مكعب. من المواد الاستخلاصية الشائعة: ألياف الكربون النشط، والكربون النشط على شكل خلايا نحلية، والكربون النشط على شكل حبيبات، وفي الوقت الحالي، فإن المادة الاستخلاصية الأكثر استخدامًا هي الكربون النشط على شكل حبيبات. عادةً ما يتم استخدام نوع السرير الامتصاصي الثابت، كما يتم عادةً استخدام عدة أسرّة تعمل بالتوازي، وذلك لضمان معالجة الغازات الملوثة بشكل مستمر. ٤) تقنية التكثيف وإعادة الاستخدام: المبدأ التقني: تُستخدم تقنية التكثيف وإعادة الاستخدام بشكل أساسي في استرجاع غازات VOCs ذات القيمة القابلة للاسترداد، حيث يتم استخدام الماء المجمد أو الماء المبرد عبر المكثفات لتكثيف الغازات العضوية ذات التركيز العالي، ومن ثم استرجاعها واستخدامها مجددًا. وغالبًا ما تُستخدم هذه التقنية بالاقتران مع تقنية الامتصاص والتركيز. المزايا التقنية: يعمل بأمان واستقرار، ويمكن أن يحقق فوائد اقتصادية للمالك. الصناعات المستخدمة: الصناعات البتروكيماوية، والصيدلانية، والحبرية، وغيرها من الصناعات التي تنتج غازات عادم تحتوي على مكونات بسيطة. ظروف التشغيل المناسبة: معدل تدفق الهواء: 100~100000 نم³/ساعة، تركيز الملوثات العضوية المتطايرة: تركيز عالٍ (≥10000 ملغ/نم³). 5) تقنية الاحتراق بتخزين الحرارة (RTO): المبدأ التقني: يتم أكسدة مركبات VOCs في درجات حرارة عالية (760–800 درجة مئوية) لتتحول إلى ثاني أكسيد الكربون والماء الخاليين من التلوث، كما يتم استغلال الحرارة الناتجة عن عملية الأكسدة من خلال سرير تخزين الحرارة المصنوع من المواد السيراميكية. يمكن أن تصل نسبة إزالة المركبات العضوية المتطايرة إلى 99٪، بينما تكون كفاءة تبادل الحرارة أعلى من 90 إلى 95٪. يظهر رسم تخطيط عملية RTO والمعدات المستخدمة فيها في الشكل 1-10. CnHm + (n+ )O2 → n CO2 + H2O + Q حرارة
مزايا التقنية: 1. أداء مستقر، معدل إزالة المركبات العضوية المتطايرة ≥99% ； 2. كفاءة تبادل الحرارة عالية (≥90%)، ويمكن للنظام أن يعمل بشكل ذاتي عندما تكون تركيزات المركبات العضوية المتطايرة بين 3000 و4000 ملغ/م³ (أو عندما يكون ارتفاع درجة الحرارة الناتج عن الاحتراق ≥80 درجة مئوية)، مما يقلل من تكاليف التشغيل ； ٣. تتمتع أجهزة RTO بقدرة جيدة على مقاومة التقلبات، كما أن صيانتها قليلة. الصناعات المستخدمة: صناعة السيارات، والطلاء، وأشباه الموصلات، والآلات، وغيرها. الظروف المناسبة للاستخدام: كمية الهواء: 10000~100000 نيوتن·متر مكعب/ساعة، تركيز المركبات العضوية المتطايرة: تركيز متوسط إلى منخفض، 3000~4000 ملغ/نيوتن·متر مكعب. 6) تقنية الأكسدة الحفازة ذات التخزين الحراري (RCO)
مبدأ التقنية: يتم إضافة عامل حفاز إلى تقنية الاحتراق ذات التخزين الحراري، مما يؤدي إلى خفض درجة حرارة التفاعل إلى حوالي 300–400 درجة مئوية. يمكن أن تصل نسبة إزالة المركبات العضوية المتطايرة إلى 99٪، بينما تتراوح كفاءة تبادل الحرارة بين 90٪ و95٪ تقريبًا. يوضح الشكل 1-11 مخططًا توضيحيًا لعملية الاحتراق التحفيزي بتخزين الحرارة. المزايا التقنية: أداء مستقر، كفاءة عالية، تكلفة تشغيل منخفضة، مقاومة قوية للتقلبات، الحاجة إلى صيانة قليلة، ولا ينتج غازات أكسيد النيتروجين وغيرها من الملوثات الثانوية. الصناعات المستخدمة: صناعة السيارات، والطلاء، وأشباه الموصلات، والآلات، والطباعة، والحبر، وغيرها من الصناعات. ظروف التشغيل المناسبة: معدل تدفق الهواء: 10000~100000 نم³/ساعة، تركيز الملوثات العضوية المتطايرة: تركيز متوسط إلى منخفض يتراوح بين 3000~5000 ملغ/نم³. 7) تقنية الحرق المباشر: المبدأ التقني: يتم إزالة غازات العادم التي تحتوي على تركيز عالٍ من الملوثات العضوية المتطايرة مباشرةً باستخدام معدات الحرق، وعادةً ما يتبع ذلك استخدام معدات الامتصاص بالماء لإزالة الملوثات الثانوية مثل ثاني أكسيد الكبريت. المزايا التقنية: عملية بسيطة، أداء مستقر، كفاءة عالية، وتكلفة استثمار منخفضة. الصناعات المستخدمة: حرق النفايات، الطلاء، أشباه الموصلات، الآلات وغيرها من الصناعات. الظروف المناسبة للاستخدام: كمية الهواء: 1000~100000 نيوتن·متر مكعب/ساعة، تركيز المركبات العضوية المتطايرة: تركيز عالٍ، 0~25% من الحد الأدنى للانفجار.