در فرآیند گرافیتیزاسیون الکترود، به دلیل افزایش تدریجی دمای کوره و تجزیه حرارتی مواد کربنی، مواد پرکننده و ترکیبات باقیمانده بایندر، گازهای مختلفی در طول سیکل تولید میشوند. این گازها شامل مونوکسید کربن (CO)، هیدروژن (H₂)، متان (CH₄)، هیدروکربنهای سبک، ترکیبات آلی فرار (VOCs)، هیدروکربنهای آروماتیک چندحلقهای (PAHs)، بخارات قیری و مقادیر محدودی دیاکسید کربن (CO₂)، بخار آب و ذرات بسیار ریز کربنی هستند. به دلیل وجود ترکیبات قابل اشتعال و سمی، تخلیه مستقیم این جریان به محیط زیست از نظر ایمنی و الزامات زیستمحیطی قابل قبول نبوده و مستلزم تصفیه و اکسیداسیون کنترلشده است.
گازهای خروجی از هر کوره توسط یک سیستم مکش با فشار منفی شامل هودهای جمعآوری، شبکه کانالکشی و Induced Draft Fan (ID Fan) استخراج میشوند. عملکرد فن مکشی علاوه بر انتقال ایمن گازها به واحد تصفیه، از انتشار آلایندهها به سالن تولید جلوگیری کرده و با حفظ فشار منفی در داخل کوره، شرایط پایدار فرآیندی را تضمین میکند. ظرفیت فن و سیستم انتقال گاز بر اساس حداکثر دبی لحظهای، افت فشار تجهیزات پاییندست، دمای گاز، چگالی، ترکیب شیمیایی و ضریب اطمینان طراحی انتخاب میشود تا در تمامی مراحل سیکل گرافیتیزاسیون عملکرد قابل قبولی داشته باشد.
به دلیل ماهیت متغیر فرآیند گرافیتیزاسیون، دبی و ترکیب شیمیایی گازهای خروجی در طول سیکل حرارتی ثابت نبوده و تغییرات قابل توجهی را تجربه میکنند. در مراحل ابتدایی، به علت رطوبتزدایی و گرم شدن تدریجی شارژ، دبی گاز نسبتاً پایین بوده و سهم بخار آب و گازهای سبک بیشتر است. با افزایش دمای کوره و آغاز تجزیه حرارتی ترکیبات آلی، نرخ تولید گاز بهطور محسوسی افزایش یافته و غلظت CO، H₂، CH₄، VOCها و بخارات قیری به حداکثر مقدار خود میرسد. در مراحل پایانی و پس از تکمیل واکنشهای پیرولیز و گرافیتیزاسیون، نرخ تولید گاز مجدداً کاهش یافته و ترکیب جریان به سمت گازهای پایدارتر نظیر CO₂ و N₂ متمایل میشود. این رفتار دینامیکی، طراحی سیستم مکش، کنترل فشار و تجهیزات احتراق را به یکی از پیچیدهترین بخشهای مهندسی واحد گرافیتیزاسیون تبدیل میکند.
بهمنظور حذف ترکیبات قابل اشتعال و کاهش انتشار آلایندههای آلی، گازهای جمعآوریشده پس از عبور از شبکه انتقال، وارد Incinerator (Thermal Oxidizer) میشوند. در این تجهیز، با تأمین هوای احتراق و کنترل دقیق دمای محفظه، زمان ماند و شدت اختلاط، ترکیبات آلی، مونوکسید کربن و سایر گازهای قابل احتراق بهطور کامل اکسید شده و عمدتاً به دیاکسید کربن (CO₂) و بخار آب (H₂O) تبدیل میشوند. طراحی اینسینریتور باید به گونهای باشد که حتی در شرایط تغییرات لحظهای دبی، دما و ارزش حرارتی گاز، احتراق کامل (Complete Oxidation) حفظ شده و از تشکیل محصولات احتراق ناقص و افزایش انتشار آلایندهها جلوگیری شود. از اینرو، کنترل پیوسته دمای محفظه، میزان هوای اضافی، فشار سیستم و دبی گاز ورودی، نقش تعیینکنندهای در عملکرد ایمن و پایدار سامانه دارد.
دیدگاه خود را بنویسید