فرصة أكاسيد النيتروجين

في معالجة الغاز الطبيعي ، عادة ما يتم تمرير غاز رأس البئر عبر وحدات فصل الحقل لإزالة المكثفات الهيدروكربونية والماء. في حالة وجود كبريتيد الهيدروجين ، غالبا ما تتم إزالته باستخدام عملية التحلية ، والتي تنطوي على الامتصاص في محلول أمين قبل استخدام الغاز. غالبا ما يتم إرسال النفقات العامة من مجدد الأمين إلى مؤكسد حراري ، (غالبا ما يطلق عليه محرقة مائية) حيث يتم أكسدة H2S وغيرها من المواد القابلة للاحتراق لتشكيل ثاني أكسيد الكبريت وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء ، قبل أن يتم تنفيسها إلى الغلاف الجوي عبر كومة مرتفعة. قد تولد مجففات الجليكول ووحدات استرداد الكبريت وغيرها من العمليات أيضا غازات الذيل أو غازات التنفيس التي تحتوي على مستويات غير مقبولة من H2S و CO ، وكذلك المركبات العضوية المتطايرة التي تتطلب التخفيف. تتطلب فتحات الخزان في بعض الأحيان معالجة قبل إطلاق الغازات في الغلاف الجوي. غالبا ما يكون المؤكسد الحراري هو الطريقة الأبسط والأكثر فعالية من حيث التكلفة لتحقيق تدمير فعال ل H2S والمواد القابلة للاحتراق الأخرى في هذه
تيارات غاز النفايات.

تتمثل وظيفة المؤكسد الحراري في توفير بيئة يمكن فيها الحفاظ على تفاعل الاحتراق لغاز النفايات وإكماله. يتم التحكم في درجة حرارة غرفة الاحتراق عن طريق تعديل معدل إطلاق الموقد من أجل الحفاظ على درجة حرارة عالية بما يكفي لضمان اكتمال تفاعل الاحتراق ، ولكنها ليست عالية بما يكفي لإتلاف بطانة غرفة الاحتراق الحرارية. يتم تصميم المؤكسد الحراري بشكل صحيح لتوفير وقت إقامة في غرفة الاحتراق يتجاوز عادة ثانية واحدة من نقطة حقن غاز النفايات إلى نهاية الغرفة. وهذا يسمح للمؤكسد الحراري بحرق جميع غازات النفايات قبل تشتيت غاز المداخن المعالجة في الغلاف الجوي.

عمليات التثبيت الناجحة

أحد الأمثلة على نجاح تركيب موقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية موجود في مؤكسد حراري للغاز في وحدة استرداد الكبريت (SRU) التي تعمل في مصفاة كندية. احتوى تيار نفايات الغاز الذيل على تركيز كبير من الأمونيا (NH3) بلغ متوسطه أكثر من 400 جزء في المليون. إذا تم حرقها في بيئة عالية الحرارة وعالية الأكسجين ، يمكن تحويل كمية النيتروجين المرتبط إلى أكاسيد النيتروجين بمعدل 30٪ أو أكثر. ومع ذلك ، باستخدام طريقة حقن غاز النفايات المتخصصة مع كمية خاضعة للرقابة من الهواء الزائد ، إلى جانب تصميم موقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية ، تظهر نتائج الاختبار في الجدول 1 أن أكاسيد النيتروجين الحرارية مجتمعة بالإضافة إلى أكاسيد النيتروجين المرتبطة بالوقود هي 18.5 جزء في المليون عند 3٪ من الأكسجين.

التحديات

تم تنفيذ شعلات أكاسيد النيتروجين المنخفضة للغاية المماثلة لتلك الموضحة في الشكل 1 لأول مرة في سخانات المعالجة وتم استخدامها بنجاح في تطبيقات السخانات لأكثر من عقد من الزمان. ومع ذلك ، يجب مراعاة عدة عوامل عند تطبيق تصميم موقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية على مؤكسد حراري.

قد تتضمن بعض غازات النفايات مكونات ، مثل الأمونيا أو الأمينات ، والتي تحتوي على النيتروجين المرتبط كيميائيا. عندما يتم حرق النيتروجين المرتبط في بيئة هوائية زائدة ، يتم تحويل جزء كبير من النيتروجين إلى أكاسيد النيتروجين من خلال تفاعل متسلسل معقد. نظرا لأن هذا التفاعل لا يحتوي على طاقة التنشيط العالية لتفاعل أكاسيد النيتروجين الحرارية ، فقد يحدث في درجات حرارة منخفضة. في هذه الظروف ، فإن موقد أكاسيد النيتروجين المنخفض للغاية ليس فعالا مثل الحل للتخفيف من تحويل النيتروجين المرتبط إلى أكاسيد النيتروجين. وكبديل، عادة ما يتم حرق النفايات أو أنواع الوقود التي تحتوي على نيتروجين مرتبط كبير باستخدام عملية متعددة المراحل، حيث تتبع منطقة الاحتراق تحت القياس الأولي منطقة أكسدة.