منشآت زيت التحلل الحراري

يُصمَّم نظام نقل زيت التحلل الحراري وقياسه انطلاقًا من عينات الزيت الذي ستتعامل معه المنشأة فعلًا وتحاليله المخبرية، لا من تعريف واحد لمنتج نموذجي. فالمنتج الذي يحمل الاسم نفسه قد يأتي من الكتلة الحيوية أو الإطارات المستهلكة أو النفايات البلاستيكية، ومن ظروف عملية مختلفة تمامًا، ولذلك تتغير اللزوجة ومحتوى الماء والجسيمات الصلبة والحموضة والرائحة من منشأة إلى أخرى. وتُبنى قرارات المضخات والمرشحات والعدّادات والمواد كلها على هذا التباين.

لماذا لا يوجد زيت تحلل حراري واحد؟

أكثر الأنواع توثيقًا هو الزيت الحيوي الناتج عن التحلل الحراري السريع للكتلة الحيوية. ووفق بيانات IEA Bioenergy يحتوي هذا الزيت عادةً على 20–30 % كتلةً من الماء، ويتراوح أسه الهيدروجيني بين 2 و3، وتبلغ لزوجته عند 40 °C نحو 15–35 cSt، مقابل 3.0–7.5 cSt لزيت الوقود في المصدر نفسه. وهو زيت أكّال لا يمتزج بالزيوت البترولية، ويتقادم مع الوقت بارتفاع لزوجته. كما تشير دراسات التآكل إلى أن الرقم الحمضي الكلي بين 90 و100 شائع في زيوت التحلل الحراري المستخرجة من الكتلة الحيوية.

تغطي المواصفات القائمة للمنتج (ASTM D7544 وEN 16900) سوائل التحلل الحراري المستخرجة من الكتلة الحيوية فقط، ولم تُحدَّد في هذا العمل مواصفة منتج موثقة لزيوت التحلل الحراري المستخرجة من الإطارات أو البلاستيك. وفي هذه الزيوت تعتمد مدخلات التصميم كليًا على تحليل المنتج نفسه، ويُستحسن إدراج الشوائب المرتبطة بالمادة الأولية، مثل الكبريت والكلور والمعادن، في برنامج التحليل.

مدخلات التصميم تأتي من المختبر

تشمل الخصائص المختبرة في مواصفة سائل التحلل الحراري الحيوي: الحرارة الاحتراقية والماء والمواد الصلبة واللزوجة الكينماتيكية والكثافة والكبريت والرماد والأس الهيدروجيني ونقطة الوميض ونقطة الانسكاب. ويمكن استخدام هذه القائمة نقطة انطلاق لخطة التحليل حتى في الزيوت القادمة من مواد أولية أخرى. كما أن موضع أخذ العينة وطريقته لا يقلان أهمية عن النتيجة نفسها، وتتناول EN 16900 أخذ العينات وتوافق المواد في ملحق مستقل.

التسخين: ضروري لكنه محدود

يمكن جعل زيت التحلل الحراري أكثر سيولة بالتسخين كما في الزيت الثقيل، ولكن ليس بالحرية نفسها. إذ تذكر IEA Bioenergy أن الزيت الحيوي المستخرج من الكتلة الحيوية يتفاعل بسرعة عند تسخينه إلى 100 °C أو أكثر، ويخلّف في النهاية بقايا صلبة تعادل نحو نصف كتلة السائل الأصلي. لذلك تُحدَّد طريقة التسخين والحد الأعلى للحرارة وفق بيانات الثبات الحراري للمنتج، ولا تُنقل عادات التسخين المتبعة في منشآت الزيت الثقيل وزيت الوقود كما هي.

نقاط النقل والقياس في المنشأة

·         تعبئة الصهاريج: الترشيح وتجانس المنتج والتحكم في الرائحة عند خروج المنتج من المنشأة.

·         تفريغ الصهاريج: عينة القبول والتطبق داخل الصهريج واختيار مضخة التفريغ.

·         وحدة القياس: تقنية العدّاد لمنتج متغير التركيب واستخدام بيانات الكثافة.

·         النقل المسخّن: تحديد نافذة التسخين وبنية تسخين الخطوط.

·         القياس الدفعي: العينات والسجلات لكل دفعة وإمكانية التتبع لدى المشتري.

·         النقل من خزان إلى خزان: النقل بين الخزانات الوسيطة وخزانات الترسيب ومطابقة المستويات.

نهج TLY Enerji

بحسب نطاق المشروع، يمكن أن تقدم TLY Enerji الدعم في المراجعة الهندسية لتحاليل المنتج، واختيار تقنية القياس والمواد، وتوريد معدات القياس والتحكم والصمامات والمضخات، والتكامل والتركيب والتشغيل. وفي منشآت زيت التحلل الحراري يُتفق على حدود نطاق التوريد ومدخلات التصميم بالاستناد إلى بيانات المنتج التي يقدمها المشغّل.

حلول زيت التحلل الحراري

·         أنظمة تعبئة صهاريج زيت التحلل الحراري: إدارة خصائص المنتج المتغيرة في خط التعبئة.

·         أنظمة تفريغ صهاريج زيت التحلل الحراري: الفحوص عند الاستلام وترتيب التفريغ.

·         وحدات قياس زيت التحلل الحراري: نهج قياس موثوق لزيت متغير التركيب.

·         أنظمة النقل المسخّنة لزيت التحلل الحراري: كم يُسخَّن الزيت وكيف.

·         أنظمة القياس الدفعي لزيت التحلل الحراري: القياس حسب الدفعة وإمكانية التتبع.

·         وحدات النقل من خزان إلى خزان لزيت التحلل الحراري: ترتيب النقل الداخلي بين الخزانات.

·         منشآت الزيوت الثقيلة وزيت الوقود: إدارة الحرارة والمعدات للمنتجات اللزجة، وأوجه اختلاف زيت التحلل الحراري.

أسئلة شائعة

هل يمكن نقل زيت التحلل الحراري بمعدات زيت الوقود نفسها؟

لا ينبغي افتراض ذلك. فزيت التحلل الحراري المستخرج من الكتلة الحيوية حمضي وأكّال، ولا يمتزج بالزيوت البترولية، وقد يتلف بشكل دائم إذا سُخِّن أكثر من اللازم. لذلك قد لا تناسبه الأجزاء الملامسة المصنوعة من الفولاذ الكربوني والحشوات وترتيبات التسخين المختارة لزيت الوقود. وفي الزيوت المستخرجة من الإطارات أو البلاستيك تُحدَّد الملاءمة أيضًا عبر تحليل المنتج ومراجعة توافق المواد.

ما التحاليل التي ينبغي طلبها للتصميم؟

كحد أدنى: تغير اللزوجة مع الحرارة، ومحتوى الماء، والمواد الصلبة، والكثافة، والحموضة (الأس الهيدروجيني والرقم الحمضي الكلي)، ونقطة الوميض، ونقطة الانسكاب، وبيانات الثبات الحراري. وتُضاف الشوائب المرتبطة بالمادة الأولية في منتجات الإطارات والبلاستيك. كما أن إجراء التحاليل على عدة عينات تعكس التغير المعتاد في الإنتاج، لا على عينة واحدة، يجعل التصميم أكثر متانة.

هل تصلح مواصفات الكتلة الحيوية لزيت تحلل الإطارات؟

تغطي ASTM D7544 وEN 16900 سوائل التحلل الحراري المصنوعة من الكتلة الحيوية فقط، ولا تعرّف الزيوت المستخرجة من الإطارات أو البلاستيك. ويمكن أن تسترشد خطة التحليل بمعايير الاختبار الواردة فيهما، لكن لا ينبغي تطبيق قيمهما الحدية على منتجات من مواد أولية أخرى. ويعتمد التصميم في هذه الزيوت على نتائج تحليل المنتج نفسه وعلى شروط العقد المتفق عليها مع المشتري.