في معالجة غاز النفايات الصناعية الحديثة، أصبح الحرق بدرجة حرارة عالية تدريجيًا هو الاتجاه السائد، خاصة في مجال معالجة غاز النفايات من المركبات العضوية المتطايرة، حيث يمكن أن تصل كفاءة التنقية إلى أكثر من 99%، مما يلبي معايير حماية البيئة الصارمة بشكل متزايد. بالمقارنة مع طرق الحرق التقليدية ذات درجات الحرارة العالية مثل الامتصاص، الامتزاز، التكثيف والطرق البيولوجية، فهي تتمتع بمزايا كبيرة.
سوف تتعمق هذه المقالة في معايير الاختيار للأكسدة الحرارية المتجددة (RTO) والأكسدة الحرارية بالحرق المباشر (TO)، وإجراء تحليل مقارن للمعايير المحلية والدولية.
01 هيكل العملية وتكوين غاز العادم: تتطلب المكونات المختلفة خيارات مختلفة
الاختلافات الهيكلية بين RTO وTO تجعلهما يعملان بشكل مختلف عند معالجة غاز النفايات.
يتكون فرن RTO من وحدات متعددة مثل خطوط أنابيب غاز العادم، وصمامات التبديل، ووحدات العزل، والسيراميك المتجدد. إنها مناسبة لتركيبات غازات النفايات العضوية البسيطة، ومحارق RTO، وRTO، ومعدات VCU، والمحارق المتجددة، وأفران الأكسدة المتجددة، ومحارق RCO (صمامات RTO). إذا كان يحتوي بشكل أساسي على مكونات C وH وO. في هذه الحالات، فإن كفاءة استرداد الحرارة لـ RTO يمكن أن توفر استهلاك الطاقة بشكل كبير.
بالنسبة لغاز النفايات المعقد الذي يحتوي على مواد قابلة للتآكل، أو اللزوجة، أو المعادن الثقيلة أو الشوائب الأخرى، فإن فرن TO هو خيار أكثر مثالية.
يمكن لهيكلها البسيط أن يمنع مشاكل الانسداد والتآكل والتسرب، لذلك فهو أكثر أمانًا وموثوقية عند التعامل مع غازات النفايات عالية الخطورة.
02 تركيز غاز العادم، التوازن بين السلامة والكفاءة
لدى RTO حدود صارمة على تركيز غاز العادم الداخل، ويتطلب عمومًا أن يكون أقل من 25% من الحد الأدنى للانفجار، ويجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لتركيز المدخل 8000 ملجم/م3. وذلك لضمان قدرة النظام على الحفاظ على التشغيل الآمن مع تحقيق التنقية الفعالة.
في المقابل، يمكن لفرن TO التعامل مع نطاق أوسع من تركيزات غاز النفايات. نظرًا لتصميم تدفق الهواء الفردي، فإنه لا يحتاج إلى مراعاة تبديل الصمام ومشاكل التوازن الحراري، ويمكن أن تصل كفاءة التنقية إلى 99.5% إلى 99.9%، مما يجعله مناسبًا لمعالجة غاز النفايات عالي التركيز.
03 التحكم في درجة الحرارة ومقارنة المرونة
عندما يتم استخدام نظام RTO لمعالجة غاز العادم ذو درجة الحرارة العالية، يجب تثبيت تدابير المعالجة المسبقة لخفض درجة الحرارة؛ وإلا فقد يؤدي ذلك إلى تشوه الصمام ومشاكل التسرب.
ومع ذلك، فإن الفرن TO ليس لديه مثل هذا القيد. هيكل النظام الخاص به ليس حساسًا للتغيرات في درجات الحرارة ويمكنه الحفاظ على درجة حرارة المخرج بشكل أكثر ثباتًا دون الحاجة إلى إجراءات إضافية لتنظيم درجة الحرارة.
04 استهلاك الطاقة والاقتصاد: إعادة التدوير بكفاءة أم الاستخدام المباشر؟
فيما يتعلق باستهلاك الطاقة، يمكن لأفران RTO، مع أجسام تخزين الحرارة الخزفية الخاصة بها، تحقيق كفاءة استرداد الحرارة بنسبة 95% أو أكثر. ومع ذلك، فإن إعادة التدوير الفعالة هذه تتطلب نظامًا معقدًا واستثمارًا أوليًا مرتفعًا نسبيًا.
فرن TO بسيط نسبيًا. تبلغ كفاءة استرداد الحرارة المهدرة عادةً حوالي 70%، ولكن يمكن استخدام جزء من الحرارة في عمليات إنتاج أخرى، مما يوفر مرونة عالية.
05 أيهما أسرع ارتفاع درجة الحرارة أم كفاءة الإنتاج؟
يتطلب RTO وقت تسخين طويل نسبيًا. يستغرق تسخين الفرن البارد حوالي 2 إلى 3 ساعات، و1 إلى 1.5 ساعة لتسخين الفرن الساخن.
يمكن لفرن TO، بهيكله البسيط والموقد ذو الطاقة العالية، أن يسخن بسرعة حتى درجة حرارة العمل، مما يوفر الوقت ويحسن كفاءة الإنتاج. يعد هذا مفيدًا جدًا لسيناريوهات الإنتاج التي تتطلب بدء التشغيل السريع.
06 الاختلافات في معايير الاختيار في الداخل والخارج، والتوازن بين الاقتصاد والدقة
عند اختيار أفران RTO أو TO في الخارج، غالبًا ما يولون المزيد من الاهتمام لدقة البيانات. نظرًا لأسعار الطاقة المنخفضة نسبيًا في أوروبا وأمريكا، طالما أن غاز العادم يحتوي على مكونات غير مناسبة لمعدات RTO، حتى لو كان المحتوى صغيرًا، فإنهم يميلون إلى اختيار فرن TO لضمان السلامة وعمر الخدمة الطويل للمعدات.
في الصين، نظرًا لتكاليف الطاقة المرتفعة نسبيًا، تعد معدات RTO ذات استهلاك الطاقة المنخفض أكثر شيوعًا. حتى لو كانت هناك مكونات غير مواتية في غاز العادم، عادةً ما تضيف الشركات عمليات المعالجة المسبقة مثل تحييد القاعدة الحمضية، والتبريد، والترشيح والتكثيف، وما إلى ذلك، لتقليل التأثير على RTO. وفي الوقت نفسه، عند التصميم، يجب توسيع هامش النظام للتعامل مع التقلبات في حجم وتركيز غاز العادم.
07 اختر التكيف مع الظروف المحلية والتحسين بدقة
سواء كان RTO أو TO، فإن أساس الاختيار يكمن في تكوين غاز العادم وتركيزه ودرجة حرارته والمتطلبات الدقيقة لعملية المعالجة.
هناك تأكيدات مختلفة في التفضيلات ومعايير الاختيار للعمليات في الداخل والخارج. في الصين، يتم التركيز بشكل أكبر على الاقتصاد والمرونة، بينما في الخارج، يتم إيلاء المزيد من الاهتمام لدقة البيانات وأمن النظام.
لذلك، في التطبيقات العملية، تحتاج المؤسسات إلى اتخاذ الخيار الأفضل بناءً على ظروف محددة ولوائح محلية!