خفض أكاسيد النيتروجين وتنقيتها: بحث وتطبيق تقنية إزالة النيتروجين في أفران الاحتراق المباشر للكتلة الحيوية

مع تطور الاقتصاد، يزداد الوعي البيئي لدى الأفراد، وتولي الشركات اهتمامًا متزايدًا بتطوير واستخدام طاقة الكتلة الحيوية. ورغم أن أفران الاحتراق المباشر للكتلة الحيوية تُعدّ من معدات الطاقة النظيفة والفعالة، إلا أن عملية احتراقها تُنتج أكاسيد النيتروجين (NOx) التي تُسبب تلوثًا بيئيًا خطيرًا. لذا، فإن إزالة أكاسيد النيتروجين من هذه الأفران أمرٌ بالغ الأهمية.

تعتمد تقنية إزالة النيتروجين من أفران الكتلة الحيوية بشكل أساسي على تقليل إنتاج وانبعاث أكاسيد النيتروجين في عملية الاحتراق من خلال تقنية الاختزال الانتقائي (SCR)، وذلك للحد من تلوث البيئة بأكاسيد النيتروجين. في ظل وجود عوامل تحفيزية معينة، تُختزل أكاسيد النيتروجين إلى نيتروجين وماء باستخدام عوامل اختزال مثل الأمونيا أو اليوريا. تتميز تقنية الاختزال الانتقائي بكفاءة عالية في إزالة النيتروجين، تصل إلى أكثر من 90%. إلا أن تكاليف الاستثمار والتشغيل مرتفعة.

تُعدّ تقنية إزالة النيتروجين من أفران الاحتراق المباشر للكتلة الحيوية تقنيةً يسعى الباحثون إلى تحسينها من خلال دراسة خصائص وقود الكتلة الحيوية، والتحكم في عملية الاحتراق، واختيار عامل إزالة النيتروجين، وذلك لرفع كفاءة هذه التقنية وفعاليتها من الناحية الاقتصادية. وتؤثر درجة الحرارة ومعدل تدفق الغاز وتركيز الأكسجين في عملية الاحتراق تأثيرًا كبيرًا على إنتاج وانبعاث أكاسيد النيتروجين. ومن خلال تحسين معايير عملية الاحتراق، يمكن خفض درجة حرارة الاحتراق، وزيادة معدل تدفق الغاز، وتركيز الأكسجين، مما يُسهم في خفض إنتاج وانبعاث أكاسيد النيتروجين بشكل فعّال.

تبين أن اختيار عامل إزالة النتروجين المناسب هو المفتاح لتحقيق التأثير الأمثل، حيث يُعدّ كل من الأمونيا واليوريا من عوامل إزالة النتروجين المثالية، مع ضرورة معالجة مشكلتي تسرب الأمونيا والتآكل أثناء الاستخدام. ومن خلال التحكم في عملية الاحتراق وتحسين اختيار عامل إزالة النتروجين، يُمكن تحسين كفاءة تقنية إزالة النتروجين في أفران الاحتراق التلقائي للكتلة الحيوية.

يتميز نظام إزالة النيتروجين بتقنية الاختزال التحفيزي الانتقائي (SCR)، الذي طورته شركتنا بشكل مستقل، بقدرته على العمل بثبات وفقًا للمعايير المطلوبة تحت أي حمولة. وفي الوقت نفسه، تتم مراقبة تركيز أكاسيد النيتروجين ومحتوى الأكسجين قبل وبعد غاز العادم بشكل فوري، ويتم التحكم في النظام عبر وحدة التحكم الإلكترونية (ECU). ويمكن تثبيت تركيز أكاسيد النيتروجين عند أقل من 30 ملغم/م³، وتصل كفاءة المعالجة إلى أكثر من 95%.