تحقيق انبعاثات منخفضة للغاية: فرن تسخين الأنابيب غير الملحومة ونظام إزالة النيتروجين بتقنية الاختزال التحفيزي الانتقائي

يلعب دورًا حيويًا في عملية إنتاج أنابيب الصلب، إذ يوفر ظروف المعالجة الحرارية اللازمة لمجموعة متنوعة من منتجات أنابيب الصلب، لضمان جودة وأداء هذه الأنابيب بما يتوافق مع المتطلبات الصارمة لمختلف القطاعات الصناعية. وتُستخدم على نطاق واسع في قطاعات البترول والكيماويات والطاقة والبناء وصناعة السيارات وغيرها. تشمل المعالجة الحرارية الرئيسية لأنابيب الصلب التسخين والعزل وغيرها من العمليات، وذلك لتغيير بنية وأداء الأنابيب بما يلبي مختلف المتطلبات. تتضمن عملية المعالجة الحرارية لأنابيب الصلب غير الملحومة بشكل أساسي التلدين والتبريد السريع والتطبيع، وغيرها، وتتطلب هذه العمليات استخدام أفران التسخين.

في عملية تسخين أنابيب الإنتاج غير الملحومة، قد تُنتج أكاسيد النيتروجين. وللحد من إنتاجها، يُنصح باستخدام تقنيات احتراق منخفضة النيتروجين، وتحسين عملية الاحتراق، وتقليل انبعاثات أكاسيد النيتروجين، وبالتالي تقليل الأثر البيئي. يعتمد استخدام معدات إزالة النيتروجين بتقنية الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR) في عملية تسخين خط إنتاج الأنابيب غير الملحومة على طبيعة تدفق العملية ومتطلبات معايير الانبعاثات البيئية. تُعد تقنية SCR لإزالة النيتروجين تقنية ناضجة لإزالة أكاسيد النيتروجين من غازات المداخن، حيث تستخدم عوامل اختزال لتحويل أكاسيد النيتروجين (NOx) في غازات المداخن إلى نيتروجين وماء غير سامين وغير ملوثين، وذلك تحت تأثير درجة حرارة معينة وعامل مساعد. في بعض الحالات، عندما تكون انبعاثات غازات عادم فرن التسخين في خط إنتاج الأنابيب غير الملحومة عالية المحتوى من أكاسيد النيتروجين، أو عندما تفرض اللوائح البيئية المحلية رقابة صارمة على أكاسيد النيتروجين، يصبح استخدام معدات SCR لإزالة النيتروجين ضروريًا لتحسين كفاءة الطاقة وتقليل الانبعاثات.

يُعد تفاعل الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR) تفاعلاً معقداً ومتعدد المكونات، وتتلخص التفاعلات الرئيسية فيما يلي:

•NH₃·H₂O→NH₃↑+H₂O (تفاعل تحلل اليوريا)

•NO+NO₂+2NH₃→2N₂↑+3H₂O (تفاعل اختزال أكسيد النيتروجين)

4NO+O₂+4NH₃→4N₂↑+6H₂O (تفاعل اختزال أكسيد النيتريك)

2NO₂+O₂+4NH₃→3N₂↑+6H₂O (تفاعل اختزال ثاني أكسيد النيتروجين)

في التطبيقات العملية، يجب تصميم وتحسين معدات إزالة النيتروجين SCR الخاصة بفرن التسخين لخط إنتاج الأنابيب غير الملحومة وفقًا لظروف الإنتاج المحددة والمتطلبات البيئية لضمان قدرتها على تلبية احتياجات الإنتاج والحد من انبعاثات الملوثات بشكل فعال.