موضوعات القطاع
تُعد الأرض موطنًا مثيرًا للاهتمام للبشرية. فهي تُنتج غذاءً وفيراً وأليافًا، من ناحية، بينما تهتز تدميريًا عند خطوط الصدع وتُخرج حممًا منصهرة من البراكين النشطة، من ناحية أخرى. وعلى الرغم من كونها حاضنة ومُهددة في آنٍ واحد، إلا أن هذا الكوكب لم يفشل في القضاء على البشر. أحد أسباب ذلك هو البراعة، تلك القدرة الفريدة للإنسان العاقل على حل المشكلات من خلال الابتكار. بعد أن تعلمنا قوة الاحتراق لتوليد الكهرباء، كان علينا مع ذلك حماية أنفسنا من السموم التي تختلط بالمواد الخام التي نحرقها. وهنا يأتي دور التكنولوجيا الجديدة لإزالة الغازات الحمضية وإدارتها.
بالمعنى الدقيق للكلمة، الغاز الحمضي هو أي مركب غازي يُكوّن محلولًا حمضيًا عند إذابته في الماء. وعلى الرغم من وجود أنواع عديدة من الغازات الحمضية، فإن الأكثر انتشارًا هي ثاني أكسيد الكربون (CO₂) وكبريتيد الهيدروجين (H₂S). توجد هذه المواد الكيميائية غالبًا في رواسب الغاز الطبيعي، ومع ذلك فإنها تجعل الغاز الطبيعي غير قابل للاستخدام. فهي ليست سامة فقط عند التعرض لها من قبل الناس، بل إنها أيضًا عوامل أكالة في الأنابيب والأوعية، مما يسبب التآكل وأحيانًا أضرارًا لا يمكن إصلاحها. وغني عن القول أن إدارة هذه المواد والتخلص منها يتم تنظيمها بدقة لأسباب تتعلق بالصحة العامة وحماية البيئة.
على الرغم من أن ثاني أكسيد الكربون عنصر ضروري للحياة، إلا أنه متورط في تلوث الغلاف الجوي عند إطلاقه بكميات كبيرة. ومع ذلك، هناك مشكلة أخرى تتعلق بزيادة CO₂ — فهي تخفض القيمة الحرارية للغاز القابل للاحتراق. تقيس القيمة الحرارية كمية الحرارة التي ينتجها احتراق الوقود فعليًا. عندما تكون تركيزات CO₂ أعلى، تنخفض القيمة الحرارية. أما كبريتيد الهيدروجين فهو سم خطير للبشر. اعتمادًا على كثافة التراكم، يمكن أن يسبب الدوار وضيق التنفس – في أحد طرفي طيف المرض – أو التشنجات والموت في الحالات القصوى. تحذر مراكز مكافحة الأمراض والوقاية منها في الولايات المتحدة من أن التعرض المطول لـ H₂S يؤدي إلى أسوأ النتائج. وقد تم توثيق تكسر وتآكل المعادن المتينة وتشققها بسبب هذا الغاز الحمضي اللاذع وشديد الاشتعال. لهذا السبب لا يمكن نقل الغاز الطبيعي لمسافات طويلة حتى تتم إزالة H₂S.
تتطلب إزالة كبريتيد الهيدروجين، ومكونات الغاز الحمضي الأخرى، أن يتلامس المركب مع مذيبات كيميائية أو مذيبات فيزيائية أو مزيج من كليهما. تشغل هذه المذيبات عمود امتصاص في وحدة إزالة الغازات الحمضية. عندما يمر الغاز الحمضي – الذي يُسمى أحيانًا الغاز الحامض – عبر العمود، تنجذب جزيئاته إلى تلك الموجودة في المذيبات السائلة، وبالتالي يتم امتصاصها من تيار الغاز الطبيعي.
على عكس الغاز الطبيعي، الغاز الحيوي ليس وقودًا أحفوريًا. بدلاً من ذلك، يتكون الغاز الحيوي عندما تتحلل وتتخمر المواد العضوية – مثل الأوراق الميتة أو الحيوانات، النفايات الغذائية، السماد، مياه الصرف الصحي، إلخ. تتيح عملية الهضم اللاهوائي التقاط الميثان من الغاز الحيوي بشكل ممكن ومثمر. بدوره، فإن الميثان (CH₄) قابل للاحتراق ويستخدم لتوليد الكهرباء. وكما هو الحال مع الغاز الطبيعي، يتواجد H₂S في الغاز الحيوي بتركيزات تصل إلى 1000 جزء في المليون (PPM). لكي تعمل محركات الاحتراق الداخلي بكفاءة، يجب أن تنخفض هذه الكثافة إلى 100PPM كحد أقصى. ولذلك، فإن إزالة H₂S من الغاز الحيوي ضرورية تمامًا مثل إزالة H₂S من الغاز الطبيعي. عن طريق حقن جرعات صغيرة من الأكسجين في محتويات الهاضم، يسمح الفنيون بتكوين كائنات دقيقة تؤكسد الكبريتيد بنجاح. وفي الوقت نفسه، يتم تطبيق كلوريد الحديد على المادة الأساسية لإنشاء ملح كبريتيد الحديد. وبذلك، يقلل الفنيون من وجود H₂S إلى حوالي 10 PPM. غالبًا ما تسمى إزالة وتحييد كبريتيد الهيدروجين بتنقية H₂S. ومن الممتصات الأخرى المستخدمة الكربون المنشط، وهي مادة شبيهة بالفحم تتمتع بقدرة عالية على المسامية الدقيقة، أي مسام صغيرة جدًا، مما يدعو إلى التصاق H₂S بأسطحها.
تحدث مع متخصص
هل لديك أسئلة حول إزالة H₂S من تدفق الغاز لديك؟
