غاز المداخن ووسائل التصفية
بسم الله الرحمن الرحيم
غازات المداخن: هي تدفق للغازات والجسيمات والغبار وكذلك لقطرات بعض السوائل (خصوصا الماء) التي تتشكل اثناء عملية الاحتراق. وتتألف هذه الغازات من مواد تتشكل بفضل التفاعل الكيميائي اثناء عملية الاحتراق مثل ثاني اكسيد الكربون, بخار الماء, اول اكسيد الكربون, الاحماض, الجسيمات وغيرها من المواد ذات درجة غليان عالية, ممتزجة جميعها مع الهواء.
غالبا ما تحتوي غازات المداخن على كمية كبيرة من المخلفات التي يمكن ان تحلق الضرر بالبيئة وتهدد صحة البشر ووجود الكائنات الحية. لذلك فان هناك حاجة ملحة لتصفية غاز المداخن, حيث يتم ازالة الغبار والجسيمات الضارة. وهناك عدة طرق للتصفية, سنذكر بعضا منها في هذا الموضوع, يستند استخدام ايّا منها على اسس فيزيائية.
وبالرغم من ان وجود بخار الماء ضمن غاز المداخن غير ضار بالبيئة, الا انه يسبب بعض المشاكل مثل تاكل المباني والمنشات.
فاثناء عملية الاحتراق وبفضل التفاعل الكيميائي ما بين الاكسجين والهيدروجين يتشكل بخار الماء. وعندما تصل درجة حرارته الى ما بين 28 و 63 درجة مئوية يتكثف هذا البخار على شكل قطرات ندى.
وللتخلص من هذا الندى لابد من ابقاء درجة حرارة المدخنة اعلى بكثير من 63 درجة مئوية. ولكن هناك امكانية لتشكل بخار حامض الكبريت والذي يكون عند درجة حرارة ما بين 200 و 560 درجة مئوية. وبانخفاض درجة الحرارة الى ما بين 70 و 170 درجة يتكثف ذلك البخار فيتولد حامض الكبريت, وهو مصدر رئيسي للازعاج وبسبب في تاكل المباني.
واذا ما انخفضت درجة الحرارة اكثر بـ 20 الى 50 درجة فان التاكل يصبح اكثر حدة. واذا ما انخفضت اكثر فان بخار الماء يتكثف ايضا وينتج عن ذلك محلول قليل التركيز للكبريت وكذلك ينتج عنه ثاني اكسيد الكربيت وثاني اكسيد الكربون. وهي جميعها احماض تاكلية.
وباستثناء عدد قليل من انواع الخشب, فان جميع انواع الوقود الصلب تحتوي على كميات من الكبريت. بل حتى زيوت الاشتعال تحتوي على كمية لا بأس بها من عنصر الكبريت.
واذا كان محتوى الكبريت اقل من 1 % فان مشكلة التاكل تنخفض بشكل ملحوظ. وكذلك يمكن للتاكل ان ينخفض اذا ما تم اضافة MgO او MgCO3 او الدولوميت. ولكن عادة ما يتم تجنب خطر التاكل عن طريق الحفاظ على الاسطح بدرجة حرارة اعلى من درجة حرارة تشكل الندى.
بعض انواع التصفية والتخلص من الغبار والجسيمات الضارة
- الفاصل الدوامي: حيث يتم استخدام قوى الجمود لازالة الجسيمات المتعلقة بالمائع. يتم تدوير الغاز ومن خلال قوة الطرد المركزية يتم جذب الجسيمات الى السطح الداخلي للفاصل وفي ذات الوقت يتم دفع الغبار الى المخرج عن طريق الرياح الثانوية.
ولتحسين اداء هذا النوع يجب تصغير قطر الفاصل. ولكن قد يؤدي ذلك الى الاهتراء وانخفاض قوة الضغط. ولذلك غالبا ما يتم تقسيم التدفق الى عدة دوامات صغيرة.
فاعلية تصفية الفاصل الدوامي تكون اكبر كلما ازداد تركيز الجسيمات في الغاز وارتفعت سرعة تدفق الهواء.
- التصفية بالاسترشاد الكهربائي: يتم فصل الغبار عن التيار المتدفق بالشحن الكهربائي. حيث يتم ادخال الغاز المراد تصفيته الى غرفة خاصة تحتوي على الواح عمودية وضيفتها تقسيم الغرفة الى عدة ممرات للغاز. في كل ممر هناك اطار عمل مؤلف من اسلاك دقيقة متشابكة مثبت عليها نظام العزل, والذي يكون مؤمن كهربائيا عن الاجزاء المتصلة بنظام التأريض.
ومن خلال ربط مقوم جهد عالي بين الارض واطار العمل يتولد حقل كهربائي قوي بين الاسلاك في اطار العمل وبين الالواح العمودية. الايونات السالبة التي تتشكل نتيجة الحقل الكهربائي تلتصق بالغبار الموجود في الغاز ومن ثم تتحرك نحو الالواح العمودية ذات الايونات الموجبة. بهذا الاسلوب يمكن ازالة اصغر الجسيمات العالقة في الغاز. ويمكن لهذه التقنية ان تصغير الغاز من الغبار بنسة 99,5 % حتى لو كان تركيز الغبار ضئيلا جدا.
ـ التصفية باستخدام المرشح: يعزل الغبار والجسيمات عن الغاز بفضل الغربلة في المادة المصنوع منها المرشح. يتم تركيب المرشح اما بشكل مسطح او على شكل خراطيم. مع ان الخراطيم اكثر شيوعا وهي الافضل في عملية التصفية وفصل الجسيمات عن التيار, حتى لو كانت صغيرا جدا وبتركيز ضئيل للغاية.
هناك الكثير من العوامل التي تؤثر على هذه التقنية, منها التفاعل الكيميائي والضغط الميكانيكي وكذلك حساسية المواد لدرجة الحرارة وقدرتها على التخلص من تلك الجسيمات.
تصنع المرشحات عادة من مادة الالياف الزجاجية او التفلون او الياف الاكريليك المصنوعة من البوليمر او الياف الاراميد.
رد مع اقتباس
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة ابن بغـ ـداد
