عملية وتكوين مطحنة الأسطوانات العمودية لمعالجة خام الحجر الجيري لإزالة الكبريت

مقدمة في إزالة كبريتيد الغازات العادمة (FGD) وتحضير الحجر الجيري

تعد عملية إزالة كبريتيد الكبريت من غازات العادم (Flue Gas Desulfurization – FGD) تقنية حيوية تستخدمها محطات التوليد الكهربائي والمرافق الصناعية حول العالم للتخلص من ثاني أكسيد الكبريت (SO₂) من غازات العادم. تعتبر عملية استخدام الحجر الجيري المبلل مع الجبس (wet limestone-gypsum process) الطريقة الأكثر شيوعًا في هذا المجال بسبب كفاءتها العالية وموثوقيتها وجدواها الاقتصادي. جوهر هذه العملية هو التفاعل الكيميائي بين ثاني أكسيد الكبريت وعجينة الحجر الجيري (CaCO₃). جودة مسحوق الحجر الجيري، وبشكل خاص نعومته وقابليته للاستجابة الكيميائية، تلعب دورًا حاسمًا في كفاءة واقتصادية نظام إزالة الكبريت بأكمله. وهنا يصبح اختيار المعدات المناسبة لطحن الحجر الجيري أمرًا بالغ الأهمية.

أصبحت طواحن الأسطوانات العمودية (Vertical Roller Mills – VRMs) المعيار الصناعي لتحضير مسحوق الحجر الجيري للاستخدام في عمليات معالجة الغازات الناتجة عن الاحتراق (Flue Gas Desulfurization – FGD). تتميز هذه الطواحن بكفاءتها العالية في استخدام الطاقة، وقدرتها على معالجة المواد الرطبة، والتحكم الدقيق في دقة المنتج، مما يجعلها أفضل بكثير من أنظمة الطواحن الكروية التقليدية لهذا الغرض بالذات.

طاحونة الأسطوانات العمودية: التكنولوجيا المثالية لطحن الحجر الجيري

المبدأ الأساسي للعمل

طاحونة بكرات عمودية لطحن الحجر الجيري تعمل وفقًا لمبدأ التكسير بواسطة طبقة من المواد. يمكن تقسيم العملية إلى عدة مراحل رئيسية:

1. مقدمة القناة:يتم تغذية المواد الخام المكونة من الحجر الجيري المطحون (عادةً ما تكون أقل من 50 مم) إلى مركز طاولة الطحن الدوارة عبر مغذي بالبرغي.
2. الطحن:يتحرك المادة إلى الخارج تحت تأثير القوة الطاردة المركزية، وتمر تحت بكرات التطحين. تؤدي الزنبركات الهيدروليكية الهوائية أو الأسطوانات الهيدروليكية إلى ضغط كبير، مما يجبر البكرات على الضغط على طبقة المادة الموجودة على الطاولة، مما يؤدي إلى سحقها عن طريق الضغط وقوى القص.
3. تجفيف:في نفس الوقت، يتم إدخال الغاز الساخن (والذي يكون غالبًا حرارة نفايات من المصنع) إلى هيكل الطاحونة عن طريق حلقة فوهات. يساعد هذا الغاز الساخن على تحويل الجزيئات المطحونة إلى حالة سائلة، مما يجفف المادة وينقل الجزيئات الأصغر إلى الأعلى نحو جهاز التصنيف.
4. تصنيف:يدخل خليط الغاز والمسحوق إلى جهاز تصنيف ديناميكي متكامل وعالي الكفاءة يقع في الجزء العلوي من المطحنة. يعمل دوار جهاز التصنيف، الذي يمكن تعديل سرعته، كمنتقي دقيق لأحجام الجزيئات؛ حيث يتم رفض الجزيئات الخشنة جدًا بواسطة شفرات جهاز التصنيف وتسقط مرة أخرى على طاولة الطحن لمزيد من تقليل الحجم.
5. مجموعة المنتجات:المسحوق الناعم الذي يلبي الدقة المطلوبة (عادةً ما يمر 90% منه من خلال شبكة بقطر 45 ميكرومتر أو 325 شبكة في نظام FGD) يخرج مع تيار الغاز إلى خزانات التصفية بالأكياس أو المرشحات الكهروستاتيكية لجمعه. بعد ذلك، يتم تصريف الغاز المنقى أو إعادة تدويره.

لماذا تعتبر وحدات تنظيم الطاقة الكهربائية (VRMs) أفضل لمعالجة حجر الجير في عمليات تقسيم الزيوليت (FGD)

• كفاءة عالية في استخدام الطاقة:تستهلك وحدات تجهيز معالجة المعادن (VRMs) طاقة أقل بنسبة تتراوح بين 30% و50% مقارنة بالأسطوانات الطاحنة. وذلك لأن عملية الطحن تتم عن طريق الضغط وليس بالاصطدام، بالإضافة إلى أن جهاز التصنيف المدمج يلغي الحاجة إلى معدات نقل وتصنيف خارجية.
• قدرة تجفيف ممتازة:تمكّن استخدام الغازات الساخنة وحدات تحكم درجة الحرارة (VRMs) من التعامل مع مستويات رطوبة تصل إلى 15-20% دون الحاجة إلى مجفف منفصل يستهلك الكثير من الطاقة.
• التحكم الدقيق في حجم الجسيمات:يوفر نظام التصنيف الديناميكي تحكمًا فوريًا ودقيقًا في درجة نعومة المنتج، مما يسمح للمشغلين بتعديل درجة النعومة بسهولة لتحسين كفاءة إزالة ثاني أكسيد الكربون (SO₂) واستغلال الحجر الجيري.
• تصميم مدمج وضوضاء منخفضة:تتميز وحدات VRM بحجم أصغر بكثير مقارنة بدوائر الطحن التقليدية، كما أنها تعمل عند مستويات ضوضاء أقل بشكل ملحوظ.

الاعتبارات الرئيسية للعمليات وتكوين المطحنة

مواصفات المنتج المستهدف

لضمان فعالية عملية إزالة الكربون بالغاز (FGD – Flue Gas Desulfurization)، يجب أن يتمتع الحجر الجيري المستخدم بمساحة سطحية عالية جدًا لتسهيل التحلل والتفاعل السريع. المواصفات الصناعية القياسية تتطلب أن يمر ما لا يقل عن 90% من الجزيئات من خلال منخل بقطر 44 ميكرون (325 شبكة). قد تتطلب بعض الأنظمة المتقدمة درجات تطحين أدق. جهاز التصنيف المستخدم في نظام VRM مناسب تمامًا لتحقيق والحفاظ على هذه المواصفات الصارمة بشكل مستمر.

إعدادات النظام

نظام تطحين الحجر الجيري المكتمل لعملية FGD، القائم على محرك VRM، يشمل عادةً ما يلي:

1. آلة التغذية بالقفز (Feed Hopper) وآلة التغذية بالحزام (Belt Feeder):لتوصيل العلف بشكل مُحكم إلى المطحنة.
2. طاحونة الأسطوانات الرأسية:وحدة الطحن الأساسية مع محركها، وعناصر الطحن، وجهاز التصنيف.
3. مولد الغاز الساخن:لتوفير الحرارة اللازمة للتجفيف، في حال عدم توافر حرارة نفايات كافية.
4. المراوح الرئيسية:يُنشئ تدفق الغاز عبر نظام المطحنة لنقل المواد وتجفيفها.
5. نظام تجميع المنتجات:غالبًا ما يتم استخدام مصفاة الغبار ذات النفث النبضي عالية الكفاءة، والتي تضمن أن انبعاثات الغبار تكون أقل بكثير من الحدود التنظيمية (<20 ملغ/نم³).
6. نظام التحكم بواسطة الكمبيوتر الصناعي (PLC):يقوم بأتمتة العملية بأكملها، ويراقب المعايير الرئيسية مثل قوة المطحنة، وانخفاض الضغط، ودرجة الحرارة، وسرعة المراوح لضمان تشغيل مثالي ومستقر.

المنتج الموصى به: مطحنة الأسطوانات العمودية من سلسلة LM

لمشاريع تحضير الحجر الجيري لأغراض معالجة الغازات السامة على نطاق واسع، لدينا…طاحونة الأسطوانات العمودية من سلسلة LMتمثل هذه الآلة ذروة الكفاءة والموثوقية. تم تصميمها خصيصًا لتطبيقات طحن المعادن، حيث تجمع بين عمليات الكسر والطحن والتجفيف والتصنيف والنقل في وحدة واحدة مدمجة ومضغوطة.

تتناسب سلسلة LM تمامًا مع إنتاج الكميات الكبيرة من مسحوق الحجر الجيري الناعم الذي تحتاجه محطات الطاقة الحديثة. تشمل مزاياها الرئيسية:

• تكاليف التشغيل المنخفضة:تصميم عناصر الطحن (الأسطوانات والطاولة) بطريقة غير تلامسية، بالإضافة إلى استخدام مواد مقاومة للتآكل الشديد، يزيد بشكل كبير من عمر الخدمة ويقلل من وقت التوقف عن العمل لأغراض الصيانة وتكاليفها. كما أن استهلاك الطاقة في هذا النظام أقل بنسبة 30-40% مقارنة بأنظمة المطاحن التقليدية التي تعتمد على الكرات.
• التحكم الذكي:يسمح نظام التحكم الأوتوماتيكي المتخصص بالتشغيل عن بعد ومراقبة وتعديل جميع معايير العملية في الوقت الفعلي، مما يضمن أن المنتج يلبي باستمرار المتطلبات المطلوبة من الدقة مع أقل قدر من التدخل اليدوي.
• الامتثال البيئي المثبت:تعمل المطحنة تحت ضغط سلبي كامل، مما يضمن عدم تسرب الغبار. وبالاقتران مع نظام فلترة الأكياس عالي الكفاءة، يتم ضمان أن يكون مستويات الانبعاثات الجسيمية أقل من أكثر المعايير الدولية صرامة.

على سبيل المثال،نموذج LM190Kمع قطر طاولة الطحن البالغ 1900 مم وقوة المحرك الرئيسي 500 كيلوواط، يمكن لهذا الجهاز معالجة ما بين 23 و68 طنًا من الحجر الجيري في الساعة إلى الدرجة المطلوبة من النعومة، مما يجعله خيارًا مثاليًا لمحطات الطاقة متوسطة إلى كبيرة الحجم.

الخلاصة

اختيار التقنية المناسبة للطحن يعد قرارًا أساسيًا عند تصميم نظام FGD فعال واقتصادي. أثبت مطحن الأسطوانات العمودي أنه الحل المتميز لتحضير مادة الكربونات الكلسية، حيث يوفر كفاءة طاقية غير مسبوقة، ومراقبة دقيقة لجودة المنتج، وموثوقية تشغيلية عالية. بالنسبة لأي مشروع جديد أو عملية تحديث تهدف إلى تقليل الانبعاثات وتكاليف التشغيل، فإن الاستثمار في نظام VRM حديث، مثل سلسلة LM القوية الخاصة بنا، يعد الاختيار الأكثر استراتيجية وفعالية. قدرة هذا النظام على تقديم منتج عالي الجودة باستمرار مع تقليل استهلاك الطاقة والتأثير البيئي تضمن الامتثال للمعايير وتعظم عائد الاستثمار طوال دورة حياة محطة FGD بأكملها.