بازیابی گاز هیدروژن در فرآیند
آنیل غیر
پیوسته
تهیه کننده : سید ضیاء کیانی
نقش گاز هیدروژن در
اتمسفر عملیات حرارتی آنیلینگ کویل های فولادی
فرآیند آنیل
کویل های فولادی، پس از عملیات نورد سرد و به منظور اصلاح خواص مکانیکی ورق، حذف
تنش های داخلی باقیمانده و به طور کلی شکل پذیر کردن و نرم شدن ورق انجام می شود.
با توجه به دمای بالای این فرآیند، عملیات گرم کردن و خنک کاری کویل ها در فضای
بسته، تحت اتمسفر کنترل شده و با نرخ گرمایش و سرمایش مشخص صورت می گیرد. در
سالهای گذشته، گاز مورد استفاده در این اتمسفر شامل مخلوطی از هیدروژن و نیتروژن
خالص (HNx) در نظر
گرفته می شد که با پیشرفت تکنولوژی و ارتقاء ایمنی استفاده از گاز هیدروژن، نسبت
این مخلوط از 5% هیدروژن به 100% افزایش یافت. گاز هیدروژن که جزو مواد صنعتی
پرهزینه و پرخطر محسوب می شود به دلایل زیر در این فرآیند استفاده می شود:
-
کوچک بودن سایز مولکول های هیدروژن
-
بالا بودن ضریب انتقال حرارت هیدروژن
-
خاصیت احیاء کنندگی و واکنش با اکسیژن
-
خاصیت پاک کنندگی و واکنش با هیدروکربن های همراه ورق
شرح مختصر فرآیند
در فرآیند
آنیل کویل های فولادی به صورت غیر پیوسته (Batch Annealing)، گاز محافظ
فرآیند که با عملکرد چندگانه خود نقش بسزایی در کیفیت نهایی محصول دارد، امروزه
شامل 75 درصد و در برخی از فرآیندها تا 100 درصد هیدروژن است. فرآیند گرم کردن و
سرد کردن کویلها با نرخ کنترل شده، حداقل 30 ساعت طول می کشد. گازهیدروژن در ساعت
های اولیه فرآیند، در فضای کویل ها جریان دارد و با دبی قابل تنظیم، به صورت
پیوسته از محیط کویل ها خارج می شود. گاز خروجی از فرآیند آنیل در کوره های با طرح
قدیمی تر، در هوای آزاد تخلیه می شد و در کوره های جدید، در یک مشعل کمکی سوزانده
می شود و از انرژی حرارتی هیدروژن استفاده می شود که از لحاظ اقتصادی به صرفه نیست.
منابع هیدروژن
خالص
با توجه به شرایط فنی، اقتصادی و موقعیت مکانی مجموعه
های تولیدی، هیدروژن خالص مورد نیاز واحد های آنیل به یکی از روش های زیر تولید می
شوند:
·
رفورمینگ گاز متان
·
الکترولیز آب
که هر کدام از این روش ها مزایا و معایب خود را به همراه
دارند و انتخاب آنها با توجه به ظرفیت خطوط آنیل، دسترسی به مواد اولیه هر روش و
میزان سرمایه گذاری اولیه، درابتدای پروژه ها انجام می شود.
با گذشت زمان و افزایش هزینه های تولید گاز هیدروژن،
بازیابی هیدروژن باقیمانده در گاز خروجی از فرآیند آنیل مورد مطالعه قرار گرفت و
چندین شرکت در سالهای اخیر، اقدام به طراحی و ساخت تجهیزاتی برای این کار نموده
اند. این تجهیزات در کنار خطوط آنیل نصب می شوند، گاز خروجی پایه ها به آن منتقل شده
و پس از طی فرآیندهای تصفیه اولیه، جداسازی مولکولی از گاز نیتروژن و سایر گازها ،
مجدداً برای مصرف ذخیره می شود.
مزایای طرح :
با توجه به
انرژی و مواد اولیه مورد نیاز برای تولید هیدروژن و خطرات بالقوه نگهداری گاز
هیدروژن، بازیابی این گاز در فرآیند آنیل علاوه بر مزایای اقتصادی، باعث کاهش مصرف
مواد اولیه می شود که تاثیر مستقیم بر حفظ منابع طبیعی و محیط زیست هم خواهد داشت.
تصویر یک نمونه سیستم جداسازی هیدروژن از نیتروژن
بازیابی گاز
هیدروژن
بازیابی هیدروژن از گاز محافظ خروجی کوره های آنیل، خالص
سازی آن و برگشت به سیکل تولید، باعث کاهش تولید هیدروژن و به دنبال آن، کاهش مصرف
انرژی، مواد اولیه تولید هیدروژن و سایر هزینه های ناشی از آن خواهد شد. از
آنجاییکه کمتر از 10 % از گاز هیدروژن
دمیده شده در فضای کویلها دچار تغییر شیمیایی شده و قابلیت استفاده مجدد ندارد،
مابقی گاز هیدروژن طی فرآیندی قابل استحصال بوده و قسمت عمده آن قابلیت مصرف مجدد
دارد. سازندگان تجهیزات بازیابی هیدروژن مدعی هستند در صورت انتخاب بهینه تجهیزات
و انطباق ظرفیتی این تجهیزات با گازهای خروجی از فرآیند، تا 80 % گاز هیدروژن وارد
شده قابل بازیابی، ذخیره و استفاده مجدد خواهد بود. هرچه تعداد پایه های آنیل
بیشتر باشد ، صرفه اقتصادی بازیابی هیدروژن و بازگشت سرمایه مورد نیاز راه اندازی
سیستم بازیابی سریع تر خواهد بود.
سیستم بازیابی هیدروژن
مجموعه شرکت
های گروه آران با همکاری و اخذ نمایندگی از شرکت های خارجی
فعال و با سابقه در این حوزه، قادر به ساخت و تأمین سیستم های بازیابی گاز هیدروژن
برای صنایع مختلف، براساس کیفیت و ظرفیت مورد نیاز درخواست کنندگان محترم در صنایع
مختلف می باشد. کارشناسان ما آماده ارائه مشاوره فنی و انتخاب روش بهینه بازیابی
گاز هیدروژن برای مشتریان محترم هستند.
لینک تماس مستقیم: https://wa.link/b3qekm