احصل على عرض أسعار
احصل على عرض أسعار
تلعب الطاقة دورا حيويا في التنمية الاقتصادية والاجتماعية، ولكن التلوث البيئي مشكلة عرضية لا بد من مواجهتها. حقق اقتصادنا منذ الإصلاح والانفتاح فترة طويلة من النمو السريع، لكن النمو الاقتصادي والإمداد المستقر للطاقة لا ينفصلان كاللحوم. إن كمية الرماد المتطاير الناتجة عن استهلاك الفحم الحراري في توليد الطاقة في الصين كبيرة جدا كل عام، كما تواجه العديد من عمليات الإنتاج الصناعي مشاكل الغبار. يحتوي هذا النوع من النفايات الصلبة المكونة من عدد لا يحصى من الكرات الصغيرة على مجموعة متنوعة من المكونات الضارة، وتكلفة تخزين عالية وتلوث غباري خطير، لذلك فمن المهم للغاية استعادة وإعادة تدوير بفعالية بطريقة معقولة. وتنقية غاز المداخن بدرجة حرارة عالية عملية أساسية في عملية إعادة تدوير الرماد المتطاير، التي تتصل مباشرة بمعدل استعادة المكونات الفعالة في الرماد المتطاير ودرجة التلوث البيئي الناجم عن هذه العملية. تعد تقنية الترشيح الخزفي عالي الحرارة تقنية متقدمة نسبيا لتنقية الغاز المترب عالي الحرارة فى العالم فى السنوات الاخيرة.
فئات رئيسية من تكنولوجيات إزالة الغبار المطروحة في السوق ومزاياها وعيوبها
وفي الوقت الحاضر، تشمل التكنولوجيات الرئيسية لإزالة الغبار في الداخل والخارج إزالة غبار الأعاصير، وإزالة غبار الكيس القماشي، وإزالة الغبار الكهربائي، وإزالة غبار الكيس الكهربائي، وترشيح طبقة الجسيمات، والترشيح الغشائي غير العضوي المسامي، وما إلى ذلك. وتتمثل أوجه القصور في أساليب إزالة الغبار هذه فيما يلي:
كفاءة إزالة غبار الأعاصير ضعيفة، ولا يمكن أن تلبي متطلبات الانبعاثات البيئية، وعادة ما تستخدم فقط لإزالة الغبار قبل. إزالة الغبار من نوع كيس القماش محدودة بمقاومة درجة الحرارة، ومقاومة التآكل وغيرها من خصائص وسائط المرشح، واستخدام درجة الحرارة لا يمكن أن تكون عالية جدا، عموما تستخدم تحت 250℃، من الواضح أنه لا يمكن تلبية احتياجات درجة الحرارة العالية تنقية غاز المداخن. إزالة الغبار الكهربائي لديه بعض المشاكل، مثل تفريغ الهالة غير المستقرة، عمر القطب الكهربائي القصير، والحساسية لتكوين غاز المداخن، والعزل عالي الحرارة، وما إلى ذلك، وأنها ليست مناسبة لاستخدامها في درجة حرارة عالية لفترة طويلة (عموما أقل من 380℃). تصفية الطبقة الحبيبية مقاومة إزالة الغبار لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، ولكن كفاءة الترشيح ليست مثالية، وتركيز انبعاثات الغبار عالية. الأغشية المعدنية ووسائط الترشيح المنسوجة المعدنية باهظة الثمن ومحدودة في التطبيق بسبب مقاومة التآكل والتآكل. ومن بين طرق الترشيح الأخرى، تشمل تكنولوجيات إزالة الغبار التي دُرست أو هي قيد الدراسة المرشحات المصنوعة من السيراميك والمرشحات المصنوعة من الألياف الخزفية، وما إلى ذلك. يمكن أن تصل كفاءة الترشيح لمزيلات الغبار هذه إلى أكثر من 99 ٪، ولكن هناك العديد من المشاكل مثل ضعف القوة وسهولة التوصيل والفشل. يحتوي الغشاء الخزفي والجسم الداعم على عدد كبير من بنية المسام الدقيقة، مما يعطيها مساحة سطح محددة كبيرة. سطح هذه المسام هو ناقل جيد للمحفز. وبعد تحميل المحفز على السطح، يمكن تحقيق إزالة الكبريت وإزالة التلوث في نفس الوقت الذي يتم فيه إزالة الغبار. يتميز مرشح الغشاء الخزفي بمميزات المقاومة العالية لدرجة الحرارة، ومقاومة التآكل، والقوة الميكانيكية العالية، والهيكل الثابت، وعدم وجود تشوه، ويمكنه تحقيق التجديد الوظيفي من خلال " التنظيف المتعدد، ومدة الخدمة الطويلة، لذلك يعتبر أحد أفضل الخيارات لإزالة غبار غاز الغبار عالي الحرارة.
2 مادة خزفية عالية الحرارة لإزالة الغبار
يحتوي الغبار ذو درجة الحرارة العالية على الكثير من المكونات المؤكسدة والمختزلة، ومركبات المعادن ذات درجة الانصهار المنخفضة، وما إلى ذلك. هذا النوع من الوسائط له تأثير أكّال معين على مواد الترشيح عالية الحرارة. ولذلك، فإن المقاومة العالية لدرجة الحرارة ودرجة الحرارة الكيميائية هما الشرطان الأساسيان للعناصر الفلتر الخزفية عالية الحرارة. وفي الوقت الحاضر، تنقسم مواد الفلترة الخزفية المتطورة ذات الحرارة العالية أساسا إلى نوعين: مواد الفلترة الخزفية الأكسيدية، مثل الألومينا، والسبينيل، والكورديرايت، والمولايت، وما إلى ذلك ؛ المواد الخزفية غير الأكسيدية، مثل كربيد السليكون ونيتريد السليكون، إلخ. ومن بينها، تتميز مادة كربيد السيليكون بقدرة توصيل حرارية جيدة، وقوة عالية، ومعامل صغير للتمدد الحراري، ومقاومة تأثير حراري جيدة ومزايا أخرى، وهي مادة السيراميك المفضلة عالية الحرارة.
3. آلية ترشيح الغشاء الخزفي المرشح
أما بالنسبة لتنقية النظام الغازي الصلب وفصله، فإن آلية إزالة الغبار الخاصة بمرشح الغشاء الخزفي تتمثل أساساً في الاصطدام بالقصور الذاتي والانتشار والاعتراض. بشكل عام، يتم احتجاز الغبار ذو حجم الجسيمات الأكبر لأن حجم الجسيمات أكبر من فتحة الغشاء. عند المرور من خلال المسام الدقيقة الغشائية، يتم محاصرة الغبار متوسط الحجم بواسطة الاصطدام بالقصور الذاتي والاتصال مع جدار المسام الدقيقة. تحتجز الجسيمات الأصغر بواسطة الحركة البراونية في اتصال مع جدار المسام.
وتنقسم عملية إزالة الغبار أساساً إلى ثلاث مراحل:
في المرحلة الأولى، يدخل الغاز المحتوي على الغبار أنبوب الغشاء الخزفي، ويتم سد جزيئات الغبار بواسطة طبقة الغشاء. في هذا الوقت، تلعب طبقة الغشاء على سطح أنبوب الترشيح دورًا رئيسيًا.
في المرحلة الثانية، مع عملية الترشيح، يزداد الغبار على سطح طبقة الغشاء وتتشكل كتلة المرشح على سطح الغشاء. وفي هذه العملية، تلعب كتلة المرشح دوراً رئيسياً في تنقية الغاز المحتوي على الغبار، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة الجمع تحسيناً كبيراً، وهو أيضاً المرحلة الرئيسية للتنقية.
في المرحلة الثالثة، بعد فترة معينة من التشغيل، بسبب التسمك المستمر لطبقة كيكة المرشح، تزداد مقاومة الترشيح، تنخفض سرعة الترشيح، ويزيد انخفاض الضغط. وفي هذا الوقت، يجب إزالة الغبار الملتصق بسطح أنبوب الترشيح في الوقت المناسب، ويمكن تجديد مرشح الغشاء الخزفي بغاز النفخ المرتد، من أجل استعادة قدرته على الترشيح. تجدر الإشارة إلى أن عملية تنظيف ترشيح الغشاء الخزفي تعتمد أساسا على طبقة الكيك المكونة على أنبوب الترشيح. أثناء عملية التنظيف والتجديد، سيؤدي الإفراط في التنظيف إلى تقليل كفاءة الترشيح.
الغشاء الخزفي المستخدم في مجال إزالة غبار الغاز عالي الحرارة لا يمكن حماية البيئة فحسب، وتحقيق الإنتاج النظيف، ولكن له أيضا مجموعة واسعة من الفوائد الاقتصادية. في مواجهة البيئة القاسية لإزالة غبار الغاز بدرجات حرارة عالية، يتم تقييد استخدام المواد الخزفية المسامية التقليدية إلى حد كبير. ولذلك، سيركز الباحثون في المستقبل على تطوير الغشاء الخزفي ذي درجة الحرارة العالية والمقاومة الجيدة لارتفاع درجة الحرارة والصدمة الحرارية، فضلا عن البحوث المتعلقة بترشح الطائرات وعكس نفخ الهواء. وفي الوقت نفسه، من الضروري زيادة تحسين عملية تصنيع الغشاء الخزفي وخفض التكلفة، من أجل تحقيق التطبيق التصنيعي للغشاء الخزفي في مجال إزالة الغبار بدرجات حرارة عالية في أقرب وقت ممكن.
