إجراءات الصيانة الخاصة، والإزالة، والتفكيك لموقد حمض الهيدروكلوريك

يُعدّ موقد حمض الهيدروكلوريك مكونًا أساسيًا في فرن تخليق حمض الهيدروكلوريك، وهو المسؤول عن مزج غاز الكلور والهيدروجين بنسب دقيقة وحرقهما لإنتاج غاز كلوريد الهيدروجين. منذ عام 1960، تم تركيب أكثر من 600 وحدة من سلسلة Mersen Sintaclor حول العالم، بسعات تتراوح بين 2 و180 طنًا متريًا يوميًا. يمكن أن يصل تركيز الحمض في المنتج إلى 38%، ويتم التحكم في نسبة الكلور الحر بحيث لا تتجاوز جزءًا واحدًا في المليون. تُحدد صيانة موقد حمض الهيدروكلوريك بشكل مباشر سلامة تشغيل فرن التخليق. في مصنع كيميائي في لو بون دو كلي، فرنسا، انخفض معدل تدفق الهيدروجين تدريجيًا خلال الليل، مما تسبب في تكثف الماء وتكوّن انسداد جليدي في خط الأنابيب، ما أدى إلى انطفاء الموقد. بعد أن قام فنيو الصيانة بتنظيف مانع اللهب وإعادة تشغيل النظام، تسبب ارتفاع مفاجئ في ضغط الهيدروجين في إغلاق المشغلين لصمام تغذية الهيدروجين جزئيًا. تراكم غاز الكلور غير المتفاعل داخل الموقد، مُشكلاً مزيجًا قابلاً للانفجار مع الهيدروجين المُعاد تدويره، والذي اشتعل بفعل الكهرباء الساكنة أو ضوء الشمس، مما أدى إلى تمزق خط الأنابيب. في أعقاب الحادث، عزز المصنع العزل الحراري لخطوط إمداد الهيدروجين وأعاد تقييم عتبات السلامة بالتعاون مع مُورّد الموقد. تستند هذه المقالة إلى إطار عمل " صيانة فرن حمض الهيدروكلوريك " الموضح في إجراءات صيانة وإيقاف تشغيل فرن تخليق حمض الهيدروكلوريك، مع التركيز على العمليات المحددة المُتضمنة في "إزالة موقد حمض الهيدروكلوريك" و"تفكيك موقد حمض الهيدروكلوريك".

خطوات صيانة/إصلاح موقد حمض الهيدروكلوريك

تتمثل الخطوة الأولى في صيانة موقد حمض الهيدروكلوريك في التحضير والعزل. بعد تفريغ الفرن من محتوياته، يُضخ النيتروجين عبر النظام حتى تصل مستويات الأكسجين والغازات القابلة للاشتعال إلى المعايير المحددة. لا يُسمح ببدء العمل إلا بعد تركيب وصلات مانعة للتسرب على أنابيب الكلور والهيدروجين. توصي شركة SGL Carbon بإجراء فحص أداء كل 15000 ساعة تشغيل أو 3 سنوات، والحفاظ على القدرة التشغيلية على المدى الطويل من خلال الفك والتنظيف وإعادة الإغلاق كل 25000 ساعة أو 5 سنوات. يُحافظ عادةً على ضغط تغذية الغاز لمواقد سينتاكلور بين 77 و80 بوصة من عمود الماء؛ وأي انحراف عن هذا النطاق يؤثر بشكل مباشر على كفاءة الاحتراق والسلامة.

أثناء مرحلة الفك والفحص، قم أولاً بإزالة زجاج الرؤية للتأكد من سلامته، ثم قم بإزالة رأس الموقد لفحص الأنابيب المتداخلة. يتدفق الكلور عبر الأنبوب الداخلي، بينما يتدفق الهيدروجين عبر الفجوة الحلقية بين الأنبوبين الداخلي والخارجي. نظرًا للأكسدة المطولة عند درجات الحرارة العالية وتآكل الكلور، يجب استبدال أطراف الأنابيب المتداخلة إذا تجاوز طولها 20 مم. يُعدّ تفتت رأس الموقد المصنوع من الجرافيت مشكلة شائعة؛ وتؤكد شركة SGL أن التفاعل بين الجرافيت والأكسجين عند درجات الحرارة العالية أمر لا مفر منه، وعادةً ما يحتاج رأس الموقد المصنوع من الجرافيت إلى الاستبدال بعد سنتين إلى ثلاث سنوات من التشغيل. يُعدّ فحص فجوة قطب الإشعال بالغ الأهمية أيضًا؛ إذ يمكن أن تؤدي الفجوة الزائدة إلى فشل الإشعال، ويجب ضبطها على حوالي 1.5 مم وفقًا لمواصفات الشركة المصنعة. بعد إتمام الإصلاحات والاستبدالات، انتقل إلى إعادة التجميع والتشغيل. يجب التحكم في الانحراف في الوضع الرأسي لرأس الموقد في حدود 1 مم، ويجب ألا يتجاوز الانحراف في التمركز بين الفوهة المعدنية وفتحة الطوب 1 مم أيضًا.

معظم أفران تصنيع حمض الهيدروكلوريك الصناعية التي تعمل بنظام الاحتراق اللهبي مزودة بمواقد لا تحتوي على معادن ثمينة؛ إذ تعتمد في عملها بشكل أساسي على المقاومة الفيزيائية للجرافيت والكوارتز. مع ذلك، في العمليات المتخصصة التي تتضمن تفاعلات تحفيزية، تُستخدم محفزات من المعادن الثمينة مثل البلاتين والبلاديوم. لذا، عند إجراء صيانة لموقد حمض الهيدروكلوريك، لا داعي عمومًا لإعادة تدوير المعادن الثمينة أو التعامل معها بشكل خاص.

إزالة موقد حمض الهيدروكلوريك من فرن حمض الهيدروكلوريك

تبدأ عملية إزالة موقد حمض الهيدروكلوريك بإيقاف تشغيل النظام وعزله. قلل تدفق الغاز إلى الفرن تدريجيًا، بدءًا بإيقاف تشغيل غاز الكلور، ثم غاز الهيدروجين. بعد التأكد من استيفاء عملية تنقية النيتروجين للمواصفات، خفف الضغط واترك النظام ليبرد. بمجرد فصل حواف خط أنابيب الكلور والهيدروجين، ركّب حوافًا مغلقة. توصي شركة SGL بتفكيك النظام وتنظيفه وإعادة إحكام إغلاقه مرة واحدة على الأقل كل ثلاث سنوات.

عند فكّ حواف التوصيل، استخدم مفتاحين بالتنسيق لتجنب إتلاف جسم الموقد نتيجة الضغط على جانب واحد فقط. أسطح منع التسرب في وصلات الجرافيت هشة للغاية؛ لذا تجنب الضغط المباشر عليها باستخدام عتلة أثناء الفك. بعد إزالة الموقد بالكامل من أسفل الفرن، انقله باستخدام معدات رفع متخصصة. حافظ على استوائه أثناء الرفع لمنع انحناء الأنابيب المتداخلة تحت وزنها. غطِّ أسطح الحواف المكشوفة بأغطية واقية فورًا لحمايتها من التلف الناتج عن الصدمات.

خطوات تفكيك موقد حمض الهيدروكلوريك

تسلسل تفكيك موقد حمض الهيدروكلوريك هو: الأنبوب المركزي، الفوهة، قطب الإشعال، زجاجة الرؤية، والحشية. قبل إزالة الأنبوب المركزي، قِس طول بروزِه الأصلي وسجّله؛ وأعده إلى موضعه الأصلي عند إعادة التركيب. عند إزالة الفوهة، افحص فتحات الرش للتأكد من عدم وجود انسدادات أو تآكل؛ يجب استبدال فوهات الجرافيت التي بها ثقوب خبث أو شقوق. إذا كان الجزء العازل الخزفي لقطب الإشعال به شقوق أو تراكم للكربون، فاستبدله فورًا. استبدل زجاجة الرؤية بعد كل فحص للتفكيك حسب الحاجة؛ لا يُعاد استخدام الحشيات أبدًا. رقّم جميع المكونات وخزّنها بعد إزالتها؛ تجنّب التلامس المباشر بين أجزاء الجرافيت والأدوات الفولاذية.

فحص موقد حمض الهيدروكلوريك، وإعادة تجميعه، واختبار التسرب، وتشغيله

بعد الفحص، يُعاد تجميع الجهاز وضبطه. يجب ألا يتجاوز الانحراف الرأسي لرأس الموقد 1 مم، كما يجب ضبط انحراف التمركز بين الأنبوب المركزي ومحور الفرن ضمن 1 مم. توفر شركة ميرسن تشخيصًا آليًا للموقد وتشخيصًا فوريًا للاحتراق كمكونات اختيارية في نظام سينتاكلور، مما يتيح مراقبة ظروف الاحتراق في الوقت الفعلي أثناء التشغيل. بعد إعادة التجميع، يُجرى اختبار تسرب عن طريق الضغط بالنيتروجين إلى ضغط التشغيل وفحص جميع الحواف وأسطح منع التسرب باستخدام سائل كشف التسرب. بمجرد اجتياز اختبار التسرب، يتم الإشعال والتشغيل التجريبي. أولًا، يُضخ النيتروجين لتنظيف حجرة الفرن، يليه التنشيط المتسلسل للهيدروجين والكلور، مع مراقبة لون اللهب. يكون اللهب الطبيعي أبيض مزرقًا؛ أما اللهب المصفر أو الباهت فيشير إلى وجود خلل في نسبة الهيدروجين إلى الكلور، والذي يجب تعديله فورًا. بعد نجاح الإشعال والتشغيل التجريبي، ينتقل النظام إلى التشغيل العادي