كيف يمكن تحسين وتطوير نظام معالجة غازات العادم الكلورية في صناعة الكلور القلوي؟

غاز الكلور الناتج كمنتج ثانوي في الكلور القلوي تُعدّ صناعة الكلور القلوي شديدة التآكل والسموم، وإذا لم تُعالج بفعالية، فإنها تُشكّل مخاطر جسيمة على البيئة وصحة الإنسان. حاليًا، تستخدم معظم شركات الكلور القلوي طريقة امتصاص الصودا الكاوية لمعالجة غازات العادم. يتطلب نظام معالجة غازات العادم تحسينات جوهرية في تصميم النظام، والتحكم في العمليات، وإدارة الوسائط، وتحديث المعدات. تهدف هذه الإجراءات إلى تعزيز استقرار النظام التشغيلي وأدائه البيئي، مما يوفر مسارًا تقنيًا عمليًا لشركات الكلور القلوي لتحقيق معالجة فعّالة لغازات عادم الكلور والاستفادة من المنتجات الثانوية.

أثناء تشغيل خلايا التحليل الكهربائي القلوييتم توليد غاز الكلور الرطب المشبع عند درجة حرارة 85-90 درجة مئوية بشكل مستمر، ويجب تبريده وضغطه قبل استخدامه كمادة خام صناعية. معادلة التفاعل الأساسية لعملية امتصاص المحلول القلوي، وهي المعيار الصناعي الحالي، هي: 2NaOH + Cl₂ → NaClO + NaCl + H₂O. تستخدم هذه العملية محلول هيدروكسيد الصوديوم لامتصاص غاز الكلور، مما ينتج محلول هيبوكلوريت الصوديوم ذو التطبيقات التجارية، وبالتالي تحقيق الهدفين المتمثلين في معالجة غازات العادم وإنتاج منتجات ثانوية.

1. المشكلات التشغيلية الحالية في أنظمة معالجة غازات النفايات الكلورية

بالنظر إلى ظروف تشغيل إنتاج الكلور القلوي، فإن نظام معالجة امتصاص محلول الكلور القلوي الحالي يواجه أربع مشكلات أساسية رئيسية تؤثر بشكل مباشر على فعالية التحكم البيئي وسلامة الإنتاج، كما هو مفصل أدناه:

2. تدابير التحسين والتطوير لنظام معالجة غازات النفايات الكلورية

لمعالجة عيوب الإنتاج المذكورة أعلاه، قمنا بتطوير خطة تحسين تقنية منهجية وموجهة تستند إلى مبادئ العملية وخصائص تشغيل المعدات لتعزيز استقرار نظام معالجة غاز العادم وسلامته وكفاءة استخدام الموارد فيه بشكل شامل.

2.1 إضافة نظام إعادة تدوير عالي المستوى لتحسين كفاءة الامتصاص:

أُضيف خزان تخزين عالي المستوى لهيبوكلوريت الصوديوم لتغذية برج الامتصاص الثانوي بسائل الامتصاص بشكل مستمر عبر التدفق الجاذبي، مما يُتيح تفاعلاً ثانوياً شاملاً مع غاز الكلور المتبقي. يُطيل هذا التصميم مدة تلامس الغاز والسائل، ويُحسّن كفاءة امتصاص الكلور، ويُقلل استهلاك القلويات، ويُثبّط تحلل هيبوكلوريت الصوديوم، ويُثبّت جهد الأكسدة والاختزال، ويضمن جودة المنتج. جرى تطوير عملية الامتصاص التقليدية أحادية المرحلة في نهاية خط الإنتاج إلى نظام خزان تخزين عازل ذي فرق ارتفاع كبير، يدمج وظائف متعددة مثل التخزين المؤقت في حالات الطوارئ، والتفاعل العميق، والتغذية بضغط ثابت. بالاستفادة من نظام التحكم الموزع (DCS) لتحقيق تحكم ذكي آلي، تم إنشاء نظام تشغيل ثنائي الوضع: "معالجة متجانسة أثناء الإنتاج العادي" و"تهوية طارئة أثناء الحوادث". يُعزز هذا قدرة النظام على الاستجابة للتقلبات التشغيلية والحوادث المفاجئة، مُحوّلاً معالجة غازات العادم من معالجة سلبية في نهاية خط الإنتاج إلى نموذج متكامل للتحكم النشط في العملية واستعادة الموارد.

2.2 تحسين معايير العملية لتعزيز أداء السلامة:

تم رفع الحد الأدنى لتركيز محلول القلويات المتداول (هيدروكسيد الصوديوم) بشكل صريح من قيمة تجريبية عامة إلى 6.0% كحد أدنى، مما يعزز قدرة النظام على التخزين المؤقت الكيميائي وتحمله للأعطال التشغيلية. أثناء التنفيذ، يتم تركيب محلل تركيز قلويات متصل بالإنترنت (أو مقياس رقم هيدروجيني/مقياس توصيل عالي الدقة) على أنبوب المخرج الرئيسي لمضخة تدوير القلويات (في قسم ذي درجة حرارة مستقرة وخلط متجانس). تُرسل إشارات القياس في الوقت الفعلي عبر إشارة 4-20 مللي أمبير إلى نظام التحكم الموزع (DCS). يقارن برنامج غرفة التحكم باستمرار القيمة المقاسة بالهدف المحدد ≥ 6.0%، ويُفعّل آلية استجابة أمان ثنائية المستوى: يُطلق إنذار صوتي ومرئي عندما يقترب التركيز من القيمة المستهدفة؛ وإذا انخفض أكثر إلى حد أدنى، يتم تنشيط برنامج إعادة تعبئة القلويات تلقائيًا، مما يؤدي إلى فتح صمام إعادة تعبئة القلويات المركزة بنسبة 32% بشكل متناسب. إذا كان النظام مزودًا بوحدة تخفيف بالماء النقي، يتم ضبط صمام التخفيف في الوقت نفسه لمنع حدوث تقلبات كبيرة في التركيز. بعد خلط المكمل القلوي بواسطة مضخة الدوران، يتم إعادة قياسه بواسطة الجهاز المتصل بالإنترنت، مما يشكل نظام تحكم ذو حلقة مغلقة حتى يعود التركيز إلى النطاق المحدد.

2.3 قم بتحديث أنابيب المياه النقية لمنع تكون الترسبات الكلسية:

يتم استبدال مصدر المياه المستخدم في تحضير وتجديد القلويات في نظام معالجة غازات العادم بالكامل من مياه العمليات المحتوية على المعادن بمياه نقية ذات موصلية كهربائية <10 ميكروسيمنز/سم وتركيز أيونات الكالسيوم والمغنيسيوم الكلي ≤0.50 ملغم/لتر. هذا يزيل Ca²⁺ وMg²⁺ والأيونات الأخرى من المصدر، مما يمنع تكوين الترسبات مثل CaCO₃ وMg(OH)₂ على الأسطح مثل موزعات الرش.

1) إنشاء شبكة أنابيب مخصصة للمياه النقية: تُوصل أنابيب مصنوعة من مادة UPVC أو PPH أو الفولاذ المقاوم للصدأ 316L بمخرج مياه المنتج لوحدات التناضح العكسي أو التبادل الأيوني، مما يعزل النظام فعليًا عن نظام مياه الإنتاج. يُركّب مقياس توصيل كهربائي ومقياس تدفق عند مدخل شبكة الأنابيب. تُرفع البيانات في الوقت الفعلي إلى نظام التحكم الموزع (DCS)؛ وعندما يتجاوز التوصيل الكهربائي الحد المسموح به، يقطع النظام تلقائيًا إمداد المياه ويُطلق إنذارًا، مما يضمن جودة مياه التغذية باستمرار وفقًا للمعايير.

٢) الخلط الدقيق ومنع الترسبات: يستخدم خزان تحضير المحلول القلوي صمام تحكم كهربائيًا متصلًا بمقياس تدفق الكتلة لخلط الماء النقي مع محلول الصودا الكاوية بنسبة ٣٢٪ تلقائيًا وبدقة. يُضاف إلى خزان الدوران فرعٌ صغيرٌ مستمرٌ لتزويد الماء، مُرتبطٌ بمستوى الماء ودرجة حرارته واتجاهات التبلور. يقوم نظام التحكم الموزع (DCS) بضبط حجم الماء المُزوَّد ديناميكيًا بناءً على فرق درجة حرارة المبادل الحراري، وانخفاض ضغط الرش، ومعدل تدفق الدوران، مما يحافظ على الأملاح في حالة شبه مشبعة. يُحقق هذا منعًا مستمرًا للترسبات بكثافة منخفضة، ويتجنب الاضطرابات الناتجة عن عمليات الشطف التقليدية ذات الحجم الكبير، ويُثبِّت توزيع الرش، وكفاءة نقل الحرارة، وظروف تشغيل مضخة الدوران، مما يُطيل دورات التشغيل المستمرة.

يُعدّ التشغيل المستقر والفعّال لوحدة معالجة غازات الكلور ضمانةً أساسيةً للإنتاج المتوافق مع المعايير والتنمية المستدامة في صناعة الكلور القلوي، كما أنه يؤثر إيجابًا على البيئة المحيطة والصحة والسلامة العامة. ولمعالجة أوجه القصور في عمليات امتصاص المحلول القلوي التقليدية، يمكن لتدابير التحسين - مثل إضافة نظام عازل مرتفع، وتحسين معايير التحكم الآلي، وتحديث نظام إمداد المياه النقية، وتطبيق إجراءات وقائية من المصدر لمنع الترسبات والتآكل - أن تحلّ بفعالية تحديات الإنتاج القائمة. تُمكّن هذه التدابير من معالجة انبعاثات غاز الكلور بكفاءة عالية، وتحسين جودة المنتجات الثانوية، وضمان استقرار تشغيل النظام على المدى الطويل، وبالتالي تحقيق معالجة فعّالة لانبعاثات غاز الكلور في صناعة الكلور القلوي الكيميائية.

التعليمات:

1. من نحن؟
يقع مقرنا في آنهوي، الصين، وقد بدأنا العمل منذ عام 2011، ونبيع منتجاتنا إلى جنوب شرق آسيا وأمريكا الشمالية وأوروبا الشرقية وجنوب آسيا.