قاعدة إعادة تدوير زيت الوقود/المعدات الديزل

وصف العملية

1. التقطير

الوسط الخام للمشروع هو زيت مستعمل، يتم نقله من منطقة تعبئة المواد الخام عبر جسم المضخة إلى منطقة المعالجة الأولية. وبعد المعالجة الأولية، تتم إزالة الشوائب وجزء من الماء من المادة الخام إلى نظام إزالة الماء، حيث يتم فصل كل الماء النظيف من خلال نظام إزالة الماء. لاحقاً، تنتقل المادة عبر جسم المضخة إلى نظام التفتيت الخفيف، حيث تفصل المكونات الخفيفة الموجودة في المادة، وبعد اكتمال إزالة الماء والتفتيت، تسخن المادة وتُضخ إلى نظام التبخير الرقيق لفصل المكونات الثقيلة. ينتقل الجزء السفلي إلى خزان الاستقبال، بينما ينتقل البخار العلوي إلى عمود التقطير حيث يتم تكثيفه وتجميعه في خزان الاستقبال.

2. التحلل البخاري

تدخل الزيوت الوسيطة بعد التقطير أولاً إلى مسخن التغذية في عمود التحلل، ثم تدخل إلى عمود التحلل في المرحلة الغازية بعد التسخين. ويتم الحفاظ على كمية السائل والبخار المُعاد غليه في أسفل العمود. يدخل الزيت بعد التبخير إلى الحفاز الصلب، وينقسم الزيت بعد الحفز إلى مكونات الديزل. ثم يدخل زيت الديزل إلى قسم التقطير. وبعد التقطير، يتم تكثيف زيت الديزل بواسطة المكثف وينتقل إلى خزان الاستقبال للاستخلاص. يتم إعادة المادة المتراكمة في أسفل العمود إلى قسم إزالة المكونات الثقيلة لإعادة التقطير مرة أخرى. يتم إنجاز العملية برمتها تحت حالة مغلقة من الضغط الجوي وضغط الفراغ، دون تسرب أو تلوث. ويكون الغاز الخارج من منفذ الدخان هو الغاز بعد إزالة الكبريت والغبار (في حال وجود متطلبات أخرى سيتم مناقشتها)، بدون رائحة وبدون انبعاثات نفايات أخرى.

الأسئلة الشائعة

١. ما هي هذه العملية؟

إنها تقنية تقوم بتحويل زيوت التشحيم المستعملة (على سبيل المثال، زيت المحرك، زيت التروس، زيت الهيدروليك) - وهي تدفق نفايات خطرة - إلى وقود يشبه الديزل قابل للاستخدام من خلال معالجة كيميائية متقدمة، وغالبًا ما تكون عملية التحلل الحراري (التحلل بالحرارة) تليها عملية التقطير وعلاج الهيدروجين.

2. هل هذا هو نفسه الديزل الحيوي؟

لا.** هذا مختلف جذريًا. يتم إنتاج الديزل الحيوي من الدهون/الزيوت النباتية أو الحيوانية (مثل زيت فول الصويا أو الزيت النباتي المستعمل) من خلال تفاعل كيميائي يُعرف باسم *استرification الترانس*. أما عملية معالجة الزيوت المستعملة فتتضمن تكسير جزيئات الهيدروكربون المعقدة تحت الحرارة والضغط (*التحلل الحراري*) ثم تحسين المنتج.

3. كيف تعمل هذه العملية؟ (بشكل مبسط)

1. المعالجة الأولية: يتم تصفية الزيوت المستعملة لإزالة المواد الصلبة (مثل ريش المعادن والأوساخ) وتجفيفها لإزالة الماء.

2. التحلل الحراري (التحلل بالحرارة): يتم تسخين الزيت النظيف والجاف إلى درجات حرارة عالية جداً (عادةً ما تكون بين 350-450°م أو أعلى) *في غياب الأكسجين*. وهذا يؤدي إلى تكسير السلاسل الطويلة والمعقدة من الهيدروكربونات والمضافات الموجودة في الزيت المستعمل إلى جزيئات هيدروكربونية أصغر، مكونةً بخاراً.

3. التقطير: يتم تبريد البخار وتسييله. تُفَصَّل مختلف الكسور (مثل النافثا والديزل والزيت الغازي الخفيف والثقيل) بناءً على نقاط غليانها. والهدف هو كسر الديزل.

4. المعالجة الهيدروجينية/التحديث (الخطوة الحاسمة): غالباً ما تحتوي الكسرة الخام من الديزل على شوائب (كبريت ونيتروجين وكلور من المواد المضافة، ومكونات غير مشبعة) وقد تكون ذات استقرار/أوكتان ضعيف. تستخدم المعالجة الهيدروجينية غاز الهيدروجين مع محفز تحت ضغط/درجة حرارة عالية لإزالة هذه الشوائب (إزالة الكبريت - HDS، وإزالة النيتروجين - HDN، وإزالة الكلور) وتحقيق تشبع الجزيئات غير المستقرة. هذه الخطوة ضرورية لإنتاج وقود مستقر ومطابق للمواصفات.

5. التصنيع النهائي: قد تحدث التصفية والتحديث النهائيين. قد تُضاف مكونات مُحسِّنة لتحقيق المعايير المطلوبة.

4. ما اسم المنتج النهائي؟

يُشار إلى الوقود المحسن الذي يتوافق مع مواصفات الديزل عمومًا باسم "وقود زيت مُعاد تدويره" (RFO) أو "وقود زيت معالج" (PFO) أو "زيت تحلل حراري معالج"، أو "بديل الديزل". وعادةً لا يُسمى "ديزل حيوي" لتجنب اللُب. ويهدف إلى الامتثال لمواصفات الوقود القياسي مثل ASTM D975 (الولايات المتحدة الأمريكية) أو EN 590 (أوروبا)، وربما كمكوّن خلط.

5. هل يمكن استخدام هذا الوقود مباشرةً في محركات الديزل؟

نعم، فقط إذا كان يتوافق مع معايير جودة الوقود الصارمة (مثل ASTM D975 أو EN 590).

إن خطوة الهدرجة تُعدّ بالغة الأهمية لهذا الغرض. لا يُعتبر الزيت الناتج من التحلل الحراري غير المعالج أو المعالج بشكل سيء ("ديزل تحلل حراري") عمومًا مناسبًا للاستخدام المباشر في محركات الديزل الحديثة. ويمكنه أن يسبب أضرارًا جسيمة بسبب:

• محتوى الكبريت العالي (يُتلف أنظمة الانبعاثات - DPF، SCR، المحفزات).

• رقم السيتان المنخفض (احتراق ضعيف، حدوث طرق).

* وجود أحماض، كلور، معادن (تآكل، انسداد المحقنات).

* استقرار ضعيف (يُشكّل راتنجات ورواسب).

* محتوى عالي من الهيدروكربونات العطرية/العطرية متعددة الحلقات (PAH).

يمكن استخدام وقود تم معالجته بالهيدروجين بشكل صحيح ويتماشى مع المواصفات، ويُستخدم غالبًا مخلوطًا بالديزل التقليدي.

6. ما هي الفوائد الرئيسية؟

تقليل النفايات واستعادة الموارد: يُعيد توجيه تدفق كبير من النفايات الخطرة بعيدًا عن مكبات النفايات أو التخلص منها بشكل غير صحيح (الحرق، التخلص العشوائي).

الأمن الطاقي: يُنتج وقودًا سائلًا ذا قيمة من منتج ثانوي، مما يقلل الاعتماد على النفط الخام الجديد.

الحماية البيئية (إمكاني): يمنع إعادة التدوير الصحيحة التلوث في التربة والمياه الناتج عن التخلص من الزيوت المستعملة. مقارنة بإنتاج الديزل الجديد، يمكن أن يكون له تأثير كربوني إجمالي أقل، على الرغم من أن تحليل دورة الحياة معقد (يعتمد على كفاءة العملية ومصادر الطاقة). ويقلل من الطلب على استخراج النفط الخام.

فرصة اقتصادية: تخلق قيمة من النفايات، وتوفير محتمل في التكاليف للوقود (إذا كان السعر تنافسيًا)، وتدعم اقتصادًا دائريًا.

7. ما هي التحديات والمخاوف؟

تكلفة رأسمالية عالية: إنشاء مصانع متقدمة مع وحدات المعالجة المبدئية، والتحلل الحراري، والتقطير، وخصوصًا وحدات المعالجة الهيدروجينية مكلف جدًا.

تعقيد التكنولوجيا والتشغيل: يتطلب هندسة متقدمة وتشغيلًا من قبل عمالة ماهرة لضمان جودة الوقود المستقرة والامتثال لمعايير الانبعاثات.

جودة المواد الخام وثباتها: الزيوت المستعملة متغيرة للغاية (ملوثات، مواد مضافة، مصادر مختلطة). المعالجة الأولية الثابتة أمر بالغ الأهمية.

تشريعات بيئية صارمة: يجب أن تلتزم المصانع بمعايير صارمة فيما يتعلق الانبعاثات الهوائية (المذيبات العضوية المتطايرة، أكاسيد النيتروجين، أكاسيد الكبريت، الجسيمات)، ومعالجة مياه الصرف، والتخلص من المخلفات الخطرة (الفحم، العوامل المساعدة المستهلكة). قد تكون عملية الترخيص صعبة.

جودة الوقود وقبول السوق: يتطلب تحقيق مواصفات الديزل والالتزام بها باستمرار استثمارات كبيرة. من الضروري كسب ثقة السوق وقبولها للمنتج النهائي. عادةً ما تكون عملية الخلط ضرورية.

إدارة المخلفات: تُنتج العملية مخلفات صلبة (الكوك، العامل الحفاز المستهلك) وقد تُنتج مياه صرف تحتاج إلى التخلص منها أو معالجتها بطريقة مناسبة وغالبًا ما تكون مكلفة.

8. هل هذه العملية صديقة للبيئة؟

لها إمكانات بيئية كبيرة من خلال تقليل النفايات الخطرة واستعادة الطاقة. ولكنها ليست "خضراء" بطبيعتها:

تستهلك العملية الطاقة (غالبًا ما تكون الغاز الطبيعي أو الغاز الوقود).

يجب التحكم بصرامة في الانبعاثات الهوائية من المصنع (غازات الاحتراق، فتحات العملية).

تستهلك المرحلة إزالة الكبريت الهيدروجيني (غالبًا ما يُنتج من الغاز الطبيعي).

تتطلب المخلفات التخلص الآمن منها.

يعتمد أثرها البيئي العام بشكل كبير على كفاءة المصنع وتكنولوجيا التحكم في الانبعاثات ومصادر الطاقة. ويجب إجراء دراسات تقييم دورة الحياة (LCA) للمصانع المحددة.

9. ما هي اللوائح التي تحكم هذا الأمر؟

إدارة النفايات: تُصنَّف على أنها نفايات خطرة في العديد من السلطات (على سبيل المثال، لوائح وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة، وDirective الإطار الأوروبي لإدارة النفايات). تنطبق قواعد صارمة على الجمع والنقل والتخزين ومعالجة هذه النفايات.

جودة الوقود: يجب أن يتوافق المنتج النهائي للوقود مع معايير الديزل المعمول بها (على سبيل المثال، ASTM D975، EN 590) إذا تم بيعه كوقود ديزل أو مخلوطًا به.

عمليات المصنع: تخضع للوائح التحكم في تلوث الهواء، وتصاريح تصريف المياه، وتصاريح التعامل مع النفايات الخطرة فيما يتعلق بالمخلفات، ومعايير السلامة المهنية. إن إجراءات منح التصاريح معقدة وتعتمد على الموقع.

10. أين تُستخدم هذه التكنولوجيا؟

توجد مصانع على نطاق تجاري، بشكل رئيسي في أوروبا وأمريكا الشمالية وبعض أجزاء آسيا، رغم أن السوق لا يزال في طور النمو. ويعتمد النجاح بشكل كبير على وجود لوائح داعمة، وبنية تحتية لجمع الزيوت المستعملة، وظروف السوق الخاصة بالوقود.

11. هل يمكنني تنفيذ ذلك في المنزل/نطاق صغير؟

يُنصح بعدم ذلك بشدة، كما أنه في كثير من الأحيان غير قانوني. إن الوحدات الصغيرة لعملية التحلل الحراري التي تفتقر إلى أنظمة تحكم الانبعاثات المناسبة، وأنظمة الأمان، وقدرات المعالجة الهيدروجينية تنتج وقودًا منخفض الجودة وغير مستقر وعالي التلوث، غير المناسب للتشغيل في المحركات. كما أنها تنتج نفايات خطرة (مخلفات التحلل الحراري/الكوك) تتطلب التخلص منها بطريقة صحيحة. ويشمل التعامل مع الزيوت المستعملة وتشغيل معدات التحلل الحراري مخاطر أمان كبيرة (حرائق، انفجارات، أبخرة سامة). هذه عملية صناعية تحتاج إلى منشآت احترافية وتصاريح.

12. هل الوقود أرخص من الديزل العادي؟

يعتمد التسعير على العديد من العوامل: تكلفة جمع/المعالجة المسبقة للزيوت المستعملة (ULO)، وتكاليف تشغيل المصنع (الطاقة، والمحفزات، والصيانة، والعمالة)، ونطاق التشغيل، وأسعار الديزل المحلية، والحوافز/الضرائب الحكومية. يمكن أن يكون التسعير منافساً، ولكن لا يوجد ضمان لذلك. إن التكلفة الرأسمالية العالية هي عامل كبير.

13. ماذا يحدث للجزء غير الديزلي؟

يمكن استخدام الجزء الأخف (مشابه للنفثا) كوقود غازي أو معالجته أكثر. يمكن استخدام fractions الأثقل كزيت الوقود الثقيل (HFO) لمراجل صناعية أو إعادة تدويره إلى مفاعل التحلل الحراري. يتم إزالة الكوك والتخلص منه أو استخدامه محتملاً كوقود.

14. هل يزيل هذا الإجراء جميع الملوثات؟

يزيل ما قبل المعالجة المواد الصلبة والماء. تقوم عملية التحلل الحراري بتقسيم العديد من الجزيئات العضوية والمواد المضافة. صُمّم المعالجة الهيدروجينية خصيصًا لإزالة الذرات غير المعدنية مثل الكبريت (S) والنيتروجين (N) والكلور (Cl) والأكسجين (O) والمعادن، ولتثبيت المركبات غير المستقرة. يعد جهاز المعالجة الهيدروجينية المصمم والمشغل بشكل جيد ضروريًا لإزالة الملوثات لتلبية مواصفات الوقود.