قاذفات الغاز السائل ووظيفتها في جمع غاز الاشتعال

يقدم

لطالما شكّل جمع وإدارة غازات النفايات، وخاصةً  غازات الاشتعال،  تحديًا كبيرًا في صناعات النفط والغاز والبتروكيماويات. فحرق غازات النفايات الزائدة في الاشتعال لا يُهدر الطاقة فحسب، بل يُخلّف أيضًا آثارًا بيئية سلبية. وفي ظلّ تزايد صرامة اللوائح وتنامي الوعي بالمسؤولية البيئية، تتبنّى الشركات تقنيات حديثة لتقليل غازات الاشتعال وإعادة تدويرها.

يُعدّ قاذف الغاز السائل تقنيةً فعّالة للغاية في هذا المجال   . يستخدم هذا الجهاز وقودًا سائلًا (عادةً الماء أو سائل معالجة) لسحب غاز الشعلة ونقله إلى أنظمة أخرى. تصف الأقسام التالية مبادئ تشغيل القاذفات ومزاياها وتطبيقاتها وأهميتها في جمع غاز الشعلة.

---

ما هو قاذف الغاز السائل؟

قاذف الغاز-السائل هو جهاز ثابت بدون أجزاء متحركة. يعتمد مبدأ تشغيله على  مبدأ فنتوري وقوانين ديناميكا الموائع. في هذا الجهاز، يدخل سائل مضغوط (قد يكون ماءً، أو سائل عمليات، أو محلولًا متخصصًا) إلى فوهة القاذف كسائل دافع. تُولّد زيادة السرعة وانخفاض الضغط عند حلق الفوهة قوة شفط  .  هنا، يُسحب الغاز المطلوب (غاز الشعلات في هذه الحالة) إلى القاذف ويختلط بسائل الدافع. في قسم الناشر، تُحوّل الطاقة الحركية إلى ضغط، مما يُوجّه خليط الغاز-السائل إلى موقعه المستهدف.

---

لماذا تعتبر القاذفات مناسبة لجمع غازات الاشتعال؟

يُولَّد غاز الشعل عادةً في ظروف تدفق وضغط متغيرة. يُعد استخدام الضواغط أو المعدات الدوارة لجمعه مكلفًا ومحفوفًا بالمخاطر. تُعد القاذفات خيارًا مثاليًا بفضل تصميمها البسيط وموثوقيتها العالية. ومن أهم أسباب اختيار القاذفات:

1. لا يوجد أجزاء متحركة  : يتطلب الحد الأدنى من الصيانة ويقلل من احتمالية الفشل.

2. يحافظ على الأداء المستقر في ظل الظروف المتغيرة  – قادر على التعامل مع التغيرات في تدفق غاز الاشتعال والضغط.

3. تعتبر تكاليف الاستثمار والتشغيل منخفضة  مقارنة بأنظمة الضاغط والأنظمة الميكانيكية.

4. القدرة على استخدام سوائل العملية الموجودة  ، مثل مياه التبريد أو سوائل العملية، دون الحاجة إلى طاقة إضافية.

5. المتانة وطول العمر التشغيلي  حتى في الظروف التآكلية أو البيئات الصناعية القاسية.

---

استخدام القاذفات في جمع غازات الاحتراق

تُستخدم قاذفات الغاز السائل على نطاق واسع لإدارة غاز الاشتعال في مشاريع صناعة النفط والغاز المختلفة. وتشمل تطبيقاتها الرئيسية ما يلي:

• تقليل الانبعاثات الملوثة  : تجنب الاحتراق المباشر لغازات المداخن وتقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ومركبات الكبريت.

• استعادة الطاقة  : نقل غاز المداخن إلى وحدات المعالجة، مثل الغلايات أو أنظمة توليد الطاقة البخارية.

• تعزيز السلامة  : يقلل الضغط الزائد في الخطوط ويمنع تراكم الغاز الخطير.

• الالتزام باللوائح  : تلبية المتطلبات البيئية وخفض الغرامات المفروضة على التلوث.

---

الفوائد البيئية والاقتصادية

إن استخدام القاذفات لالتقاط غازات المداخن ليس إجراءً تقنيًا فحسب، بل له أيضًا آثار اقتصادية وبيئية كبيرة:

• تقليل تلوث الهواء  : من خلال تجنب حرق الغازات العادمة، يتم تقليل انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري والجسيمات الضارة.

• منع هدر الموارد  : غالبًا ما يحتوي غاز الشعلات على الميثان والهيدروكربونات الخفيفة ومركبات قيّمة. ويُعتبر جمع غاز الشعلات مصدرًا بديلًا للطاقة.

• يقلل من تكاليف الصيانة  : نظرًا  لبنيته البسيطة  ، لا يحتاج القاذف إلى إصلاحات أو صيانة مكثفة.

• عائد سريع على الاستثمار  : إن توفير الطاقة وتجنب الغرامات البيئية يمكن أن يؤدي إلى تقصير فترة الاسترداد.

---

المكونات الرئيسية لقاذف الغاز السائل

يتكون القاذف من عدة أجزاء رئيسية:

1. فوهة التشغيل  : حيث يدخل السائل تحت ضغط مرتفع  ويتم  تسريعه.

2. فوهة الشفط  : حيث يدخل غاز الاحتراق إلى النظام.

3. غرفة الخلط  : المنطقة التي يختلط فيها الغاز بالسائل.

4. الناشر  : هو الجزء الذي يستعيد الطاقة الحركية في شكل ضغط وينقل خليط الغاز والسائل إلى المخرج.

تستخدم شركة Kenics خلاطات ثابتة لتكثيف العملية

---

اختيار سائل القيادة

يُعد اختيار سائل التشغيل عاملاً حاسماً في أداء القاذف. في العديد من المشاريع، يُستخدم ماء التبريد أو مياه العمليات كسائل تشغيل. وفي بعض الحالات، تُستخدم أيضاً سوائل أو مذيبات عمليات متخصصة. تشمل معايير اختيار السائل توافره، وقابليته للتآكل، ودرجة حرارته، ولزوجته، وتوافقه مع غازات الاحتراق.

---

الاعتبارات التقنية والتصميمية

لتحقيق التصميم الأمثل لقاذف الغاز السائل، يجب مراعاة النقاط التالية:

• معدل تدفق الغاز وضغط الشعلة  : تحديد قدرة الشفط.

• ضغط وتدفق الوقود  : حدد المضخة المناسبة لتوفير الظروف المثالية.

• مادة الحاقن  : اعتمادًا على ظروف التآكل، يتم استخدام الفولاذ المقاوم للصدأ أو سبيكة مقاومة للحرارة بشكل عام.

• التركيب والتشغيل  : يمكن تركيب القاذف أفقيًا أو رأسيًا ولا يحتاج إلى مساحة كبيرة.

---

مقارنة بين القاذفات والضواغط

وفي حين أن الضواغط قادرة أيضًا على جمع غاز الاشتعال، فإن المقارنة بين القاذفات والضواغط تظهر أن  القاذفات هي خيار أكثر اقتصادا وموثوقية في  كثير من الحالات:

---

العينات الصناعية

استُبدلت مشاعل الغاز السائل أو عززت أنظمة التحكم في الانبعاثات في العديد من مصافي التكرير والمجمعات البتروكيماوية في إيران وحول العالم بحاقنات الغاز المسال. وقد أثبتت هذه المشاريع أن هذه الحاقنات لا تتميز بالموثوقية التقنية فحسب، بل تُحقق أيضًا وفورات كبيرة في التكاليف.

---

ختاماً

يتزايد أهمية التقاط غازات الشعلات كإجراء بيئي واقتصادي. يُعد استخدام  قاذف الغاز السائل  حلاً بسيطًا واقتصاديًا وفعالًا، إذ يقلل الانبعاثات، ويمنع هدر الموارد، ويعزز سلامة  وحدات المعالجة  .

باستخدام هذه التقنية، يُمكن للمؤسسات والصناعات الاستفادة من غاز الشعلات كمصدر للطاقة مع الالتزام باللوائح البيئية. وتُعدّ بساطتها ومتانتها وانخفاض تكلفتها وكفاءتها العالية من الأسباب الرئيسية لشعبية القاذفات في مشاريع إدارة غاز الشعلات.