في سياق تطور الصناعة الحديثة، حظي تطوير صناعة الحديد والصلب بجودة عالية بتقدير كبير من الدولة، حيث قدمت لها الدعم والتوجيه، وطرحت هدف بناء تنمية مستدامة وصديقة للبيئة ومنخفضة الكربون. مع ذلك، ينتج عن عملية إنتاج الصلب كميات كبيرة من أكاسيد النيتروجين (NOx)، مما يشكل خطراً جسيماً على البيئة وصحة الإنسان. ويُعدّ تطوير تقنية إزالة أكاسيد النيتروجين من غازات المداخن الناتجة عن كريات الصلب تحدياً وفرصةً واعدةً للمستقبل.
في عملية إنتاج كريات الحديد والصلب، يُستخدم غاز أفران الصهر وغاز أفران الكوك وأنواع وقود أخرى تحتوي على النيتروجين، حيث يتحول النيتروجين، عبر الاحتراق في درجات حرارة عالية، إلى أكاسيد النيتروجين. وفي عملية التحميص، يتفاعل النيتروجين الموجود في الهواء مع الأكسجين في ظل درجات حرارة عالية لإنتاج أكاسيد النيتروجين. تُعد أكاسيد النيتروجين من المصادر الرئيسية لتلوث الهواء، إذ تُسبب الأمطار الحمضية، وتُلحق الضرر بالمحاصيل والمباني، وتتفاعل مع المركبات العضوية المتطايرة في الغلاف الجوي لتكوين الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي، مما يؤثر سلبًا على جودة الهواء في المدن. كما يمكن أن تتحول أكاسيد النيتروجين إلى جسيمات دقيقة (PM2.5) في الغلاف الجوي. يُسبب إنتاج هذه الجسيمات ضررًا مباشرًا للجهاز التنفسي للإنسان، لذا فإن التحكم الفعال في انبعاثات أكاسيد النيتروجين والحد منها يُعد ذا أهمية بالغة لتحسين جودة البيئة وسلامة الصحة العامة.
تعتمد تقنية إزالة النيتروجين من غازات المداخن الناتجة عن كريات الصلب بشكل أساسي على طريقتين: الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR) والاختزال غير التحفيزي الانتقائي (SNCR). في تقنية SCR، وباستخدام محفز ودرجة حرارة محددين، يُستخدم الأمونيا كعامل اختزال لتحويل أكاسيد النيتروجين في غازات المداخن إلى نيتروجين وبخار ماء غير ضارين، حيث تصل كفاءة إزالة النيتروجين في هذه التقنية إلى أكثر من 98%. أما في تقنية الاختزال غير التحفيزي الانتقائي، فتتراوح الكفاءة عادةً بين 50% و70%. ومع ذلك، لا تزال تقنية معالجة غازات المداخن الناتجة عن كريات الصلب تواجه تحديات عديدة فيما يتعلق باختيار المحفزات وصيانتها. فالمحفزات المستخدمة في تقنية SCR حساسة للغاية للشوائب الموجودة في غازات المداخن، وعرضة للتلف، مما يستدعي استبدالها بشكل دوري، وبالتالي زيادة تكلفة التشغيل. كما أن مشكلة تسرب الأمونيا لا يمكن تجاهلها، إذ ينتج عنها ملوثات جديدة.
تحتاج تقنية إزالة النيتروجين من غازات المداخن باستخدام كريات الصلب إلى تحسين كفاءة إزالة النيتروجين، وخفض تكاليف التشغيل، والحد من التلوث الثانوي. ويمكن لمحفز إزالة النيتروجين بتقنية الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR) الذي طورته شركة غرين فالي لحماية البيئة أن يلبي مختلف ظروف تشغيل غازات المداخن، حيث تصل كفاءة إزالة النيتروجين إلى أكثر من 95%، مع انبعاثات منخفضة للغاية لأكاسيد النيتروجين وتسرب الأمونيا أقل من 3 جزء في المليون.
تُعدّ تقنية إزالة النيتروجين من غازات المداخن الناتجة عن كريات الحديد والصلب حلقةً مهمةً لتحقيق التنمية المستدامة للصناعة. فمن خلال تحسين عملية الإنتاج واعتماد سياسات رقابية فعّالة، يتم تقليل الأثر البيئي، ويضمن الابتكار التكنولوجي المستمر استقرار الإنتاج الصناعي مع الحفاظ على البيئة.
تاريخ النشر: 14 مارس 2024