گاز مونوکسید گوگرد همراه با دی‌اکسید گوگرد را نیز در خود دارد

چه نوع گازی است؟ اگر گاز کوره کوک باشد، در اثر بارگذاری زغال‌سنگ تولید می‌شود، اما مقدار آن بسیار کم است و آمونیاک از قبل از آن حذف شده است.

گاز کوره فولادسازی، اما مقدار دی‌اکسید گوگرد بیشتر از مقدار هیدروژن سولفید است

ممکن است نشتی در بدنه کوره وجود داشته باشد یا مشکلاتی در روند عملیات کوره وجود داشته باشد (مانند فشار پایین یا حتی فشار منفی در لوله‌های انتقال گاز؛ اختلاف فشار باعث می‌شود هوای موجود در اتاق احتراق به اتاق کربنیزاسیون نفوذ کند یا هوا از سوراخ‌های قرارگیری زغال در بالای کوره وارد شود)، که منجر به ورود هوا به اتاق کربنیزاسیون و در نتیجه اکسید شدن گوگرد موجود در گاز به دی‌اکسید گوگرد می‌شود.

اگر فشار منفی وجود داشته باشد، ورود هوا خیلی خطرناک نخواهد بود؟

نشت از بدنه کوره؛ ورود هوا (اکسیژن) از محیط خارجی یا سیستم احتراق به داخل محفظه کربنیزاسیون، که منجر به تبدیل سولفیدهای هیدروژن به دی‌اکسید گوگرد می‌شود: H2S + 0.5O2 = H2O + SO2

وجود فشار منفی در محفظه کربن‌سازی کوره‌های ذوب، پدیده‌ای است که تقریباً غیرقابل جلوگیری است. مگر اینکه سیستم کنترل فشار لوله‌های انتقال گاز بسیار خوب باشد؛ در شرایطی که الزامات زیست‌محیطی روز به روز سخت‌تر می‌شود، مقدار فشار در لوله‌های انتقال گاز معمولاً کمتر و کمتر می‌شود. بنابراین، وقتی فشار در لوله‌های انتقال گاز پایین یا حتی منفی باشد، وجود فشار منفی در محفظه کربن‌سازی امری طبیعی است؛ تنها مسئله این است که این فشار منفی تا چه حد و برای چه مدتی خواهد بود. خطر ناشی از فشار منفی معمولاً آنقدر زیاد نیست که به حد بالای محدوده انفجار برسد.

می‌توان با بررسی مقادیر اندازه‌گیری‌شده توسط آنالیزور اکسیژن موجود در گاز، بررسی کرد که آیا می‌توان نتیجه ورود هوا به سیستم منفی فشار گاز را تأیید کرد یا خیر.

در واحد ما، دو روش نادرست دیگر نیز منجر به افزایش میزان اکسیژن در گاز شده است. یکی از روش‌ها، عمدی بودن آن است؛ یعنی در مراحل پایانی فرآیند کربن‌سازی، سوراخ‌های ورود زغال را باز می‌کنند اما دریچه‌های لوله‌های صعودی را تغییر نمی‌دهند؛ هدف از این کار، سوزاندن گرافیت موجود در بالای ساختمان است ； یکی از دلایل، عملیات نامنظم است؛ یعنی پس از تکمیل فرآیند بارگذاری زغال، دریچه آمونیاک با فشار بالا به موقع بسته نمی‌شود. استفاده بیش از حد از آمونیاک با فشار بالا، منجر به ایجاد فشار منفی در اتاق‌های کربنیزاسیون می‌شود. البته ممکن است مشکلی در دریچه آمونیاک وجود داشته باشد که باعث شده آمونیاک با فشار بالا قطع نشود. حالت دوم را می‌توان با نمودار روند جریان آمونیاک با فشار بالا به طور دقیق تشخیص داد. هر دو حالت فوق منجر به نوسانات میزان اکسیژن در گاز می‌شوند؛ می‌توان با بررسی الگوهای نوسانات در نمودارهای روند اکسیژن، مشکلات مربوط به عملکرد کوره‌های فرآوری ذغال را شناسایی کرد.

اگر نشت کند، میزان دی‌اکسید گوگرد احتمالاً زیاد نخواهد بود

اگر هوا با فشار منفی مکیده شود، میزان دی‌اکسید گوگرد باید بسیار کم باشد. آیا دی‌اکسید گوگرد که دارای خاصیت اکسیدکنندگی است، می‌تواند با هیدروژن سولفید واکنش دهد؟

به نظر من، دی‌اکسید گوگرد تنها در شرایط دمای بالا و محتوای بالای اکسیژن تولید می‌شود؛ پس از رسیدن گاز به لوله‌های جمع‌آوری، شرایط لازم برای اکسیداسیون تقریباً وجود ندارد. روش حذف گوگرد با استفاده از آمونیا نیز نشان می‌دهد که این فرآیند تنها در شرایط سرشار از اکسیژن و با کاتالیزورهای ویژه می‌تواند منجر به اکسیداسیون گوگرد به گوگرد خالص شود؛ همچنین، دی‌اکسید گوگرد در دمای معمولی نیز خاصیت اکسیدکنندگی چندانی ندارد.

فشار منفی که در اینجا مورد بحث است، همان منطقه فشار منفی معمولی نیست؛ بلکه عمدتاً به فشار منفی در نواحی خاص و در زمان‌های خاصی که در مناطق داغ کوره‌های فولادسازی ایجاد می‌شود، اشاره دارد. از نظر تئوری، باید از چنین فشار منفی‌ای جلوگیری شود؛ اما حتی با بالاترین سطح مدیریت در کوره‌های فولادسازی، جلوگیری کامل از آن دشوار است. در مورد اینکه میزان دی‌اکسید گوگرد باید چقدر باشد، نمی‌توان پاسخ داد؛ زیرا این موضوع به میزان گوگرد موجود در گاز، میزان هوای ورودی به مناطق دارای دمای بالا و غیره بستگی دارد. نمی‌توان در این مورد پاسخی داد: P

دی‌اکسید گوگرد دارای خاصیت اکسیدکنندگی است و با هیدروژن سولفید واکنش می‌دهد، یعنی SO2+2H2S=2H2O+3S، درست است؟ اما در شرایط دمای بالا و حضور هوا (اکسیژن)، آیا عنصر S همچنان سوخته نمی‌شود؟ یعنی S+O2=SO2

گازهای ناشی از فرآیند سوختن، وارد مسیرهای احتراق عمودی می‌شوند؛ حتی بهترین زغال‌سنگ‌ها نیز حاوی گوگرد هستند، به‌ویژه زغال‌سنگ‌های پرگوگرد که قیمت پایین‌تری دارند. علاوه بر این، اگر فرآیند بازیابی و تصفیه مناسبی انجام نشود، میزان گوگرد در گازهای خروجی افزایش خواهد یافت. وجود دی‌اکسید گوگرد در گازهای خروجی اجتناب‌ناپذیر است؛ تنها راه حل، حذف گوگرد و نیتروژن از گازهاست و راه دیگری وجود ندارد؛ البته این کار نیازمند سرمایه‌گذاری زیاد و هزینه‌های بالایی است.

SO2 عمدتاً به دلیل پاشش نامناسب آمونیاک در لوله‌های پلی ایجاد می‌شود