<!--
<!--<!--<!--
تكرير زيوت السيارات
في البدايات كانت الزيوت المستخدمة للسيارات تمثل ثقلاً على مالكيها للتخلص منها، ولكن الآن تحولت لمورد اقتصادي مفيد.. ونظراً لارتفاع أعداد مصانع تكرير الزيوت، فقد ازداد التنافس على طلب خامات هذه الزيوت المستعملة، وبالتالي ارتفعت أسعارها وهذه الزيوت التي كانت الشركات تتحمل نفقات كبيرة للتخلص منها، أصبحت اليوم تستخدم في إنتاج زيوت ثقيلة يمكن أن تستخدم في السوق المحلي أو تصدر للسوق العالمي. بدأت إعادة تنقية الزيوت المعدنية المستعملة في السيارات في عام 1920 عندما كانت هذه الزيوت تحوى القليل من الإضافات الكيماوية ، وكانت إعادة التنقية تحتاج إلى إزالة الماء والأوساخ بالفلترة وإزالة المكونات المتطايرة بالتسخين فقط، أما اليوم فهنالك العديد من الطرق الكيماوية لإعادة تنقية الزيوت العادمة ويمكن تلخيص أهمها كما يلى
: طرق إعادة تنقية الزيوت العادمة : 1- طريقة الحمض –الطيني Acid Clay Process 2- طريقة الطين المنشط Acid Activated Clay Process . 3- طريقة التقطير الفراغي Vaccum Distillation عن طريق : 1- مبخرات فلميه Thin Film Evaporator 2- مبخرات أنبوبية Pipe Furnace Vaporizer 4 - طريقة الاستخلاص بمذيب Solvent Extraction .
يمكننا القول أن التكرير هو عملية تجري على مادة تم استهلاكها بشكل كامل أو جزئي، وهدف هذه العملية هو إعادة استخدامها مرة ثانية. والتكرير الذي نتحدث عنه معروف أيضاً بمصطلح إعادة التدوير، وهو يختلف عن مفهوم تكريرالنفط. نظراً لأن عمليات التكرير (التدوير) في معظم الحالات المعروفة في مجتمعاتنا ذات سمعة تاريخية سيئة، فأصبح من الصعب إقناع الناس بأهمية هذه العملية ودورها وفوائدها. أما بالنسبة للزيوت المعدنية فسبب نفور الناس من الزيت المكرر هو ثقافة السوق أولاً والتي تقول أن كل مكرر هو منتج نخب أخير، والسبب الثاني هو عدم تطبيق تقنيات التكرير على أصولها. مع العلم أن هناك طرق تكرير للزيوت المعدنية يمكنها أن تعطي زيوتاً تتفوق على الزيوت البكر)المستخرجة من النفط مباشرة.) نشأة تكرير الزيوت المعدنية:- في الحرب العالمية الثانية وعندما ضاق الوضع على هتلر نقصت إمداداته بالزيوت المعدنية فطلب من أحد علمائه (ماينكن) أن يجد طريقة ومخرجاً فكان الأمر بغاية البساطة هو: 1. تسخين الزيت لتكسير الروابط الغير مشبعة والروابط مع الزمر الوظيفية وتبخير الجزيئات الهدروكربونة القصيرة السلاسل بهدف التخلص منها. 2. تبريد الزيت وإضافة حمض الكبريت المركز لترقيد الاسفلتينات والراتنجا.. 3. إضافة مادة مازة لسحب الملونات مع الكسح والتسخين والتحريك، ثم إعادة فصلها بالترشيح، وهنا يتم الحصول على زيت الأساس المكرر. بالطبع الزيت الناتج ذو مواصفات ضعيفة، ولكن مع تطور العلم تطورت هذه الطريقة وما تزال مستخدمة في أكثر دول العالم، ولكنها مكروهة لما تولده من منتجات ثانوية ملوثة للبيئة وقد تمكن الكثير من الباحثين من تحويل هذه المنتجات إلى مواد قليلة الضرر بل وبعضها ذو استخدامات صناعية . هناك طرق حديثة أخرى أهمها طريقة الفيلم الرقيق وهي أكثر الطرق نجاحاً وتتمز عن سابقتها بجودة المنتج وقلة المنتجات الثانوية الملوثة .
الزيوت المستهلكة
هي الزيوت التي فقدت كامل أو بعض خواصها أثناء التشغيل، حيث تتدنّى جودة الزيوت وتتغيّر لزوجتها وتزداد كلٌّ من حموضتها، ونسبة الشوائب المعدنية، والماء فيها، ويتمّ تمييزها من خلال تغيّر لونها إلى الداكن ورائحتها تصبح قويّة وحادةّ وتكثر فيها الرواسب. الزيوت المستهلكة يجب تغييرها مباشرة، لأنّها لا تغطّي الحاجة من استخدامها، وتزداد معها مظاهر التآكل والشوائب في المحرّكات والماكينات، ممّا يعيق العمل ويؤثّر على الماكينات. تدوير الزيوت هي عملية جمع الزيوت المستهلكة وتمريرها على عمليات تصنيعية تشمل الفلترة والهدرجة والمزج بهدف استخراج المواد ذات القيمة منه وفصلها عن المواد الغير مفيدة وذلك لإعادة استخدامها مرّة أخرى، وفي الولايات المتّحدة الأمريكيّة وأوروبا شرعت قوانين تجرّم إتلاف الزيوت المستهلكة وتلزم أصحابها بإرسالها إلى محلات خاصّة ليتمّ إعادة تدويرها وحماية البيئة منها. الهدف من إعادة التدوير خفض معدل النفايات على سطح المعمورة. منع وصول الزيوت المستهلكة إلى الأرضي الزراعيّة والمياه الجوفيّة، ومياه السدود، حيث إن جالون واحد من الزيوت المستهلكة قادر على تلويث مليون جالون ماء. خفض كلفة الإنتاج؛ لأنّ كلفة المواد المعاد تصنيعها أقلّ من كلفة المواد الجديدة. توفير الطاقة، حيث إنّ الطاقة اللازمة لإنتاج المواد المكرّرة أقلّ. استخدامات الزيوت المكرّرة كوقود للمراجل Boilers في المصانع مثل مصانع الإسمنت والحديد. يستخدم في التدفئة. يستخدم في التطبيقات الصناعيّة. يستخدم كزيت ديزل لتشغيل محركات الديزل. علماً بأنّ زيت التشحيم يمكن تكراره عدداً لا نهائيّاً من المرّات. إعادة تدوير الزيوت عمليّة التدوير للزيوت تتمّ في مصانع متخصّصة، تبدأ العمليّة بفحص الزيت لمعرفة صلاحيته لإعادة التدوير، وبعدها يمرّ بالمراحل التالية: عملية التقطير يتمّ فيها فصل الماء. خلال نفس العملية يفصل الوقود الخفيف مع مادة الإيثيلين جلايكول Ethylene Glycol وهي مادّة لها استخدامات صناعيّة متعدّدة، وأيضاً تستخدم في منع التجمّد عن زجاج السيارات في فصل الشتاء. عمليّة التقطير بالتفريغ وفيها يتمّ فصل بقايا الوقود. عمليّة الهدرجة والتي تتضمن إشباع المركبات الكربونّية بالهيدروجين لزيادة استقرارها، وبالتالي هذه العمليّة تؤدّي إلى إزالة المبلمرات، والموادّ ّالكيميائيّة، وتعمل على استقرارها، والمادّة الناتجة تُستخدم للتشحيم. ما تبقى يكون الأوساخ، وزيت ثقيل، وباقي الموادّ التي تمّت إضافتها إلى الزيوت المستهلكة والشوائب. بعد ذلك تتمّ عمليّة التجزئة حيث توزّع الشحوم إلى ثلاثة أصناف هي: زيت تشحيم خفيف اللزوجة والتي تناسب الاستخدامات الاعتياديّة. زيت تشحيم مخفض اللزوجة يناسب التطبيقات الصناعيّة. زيت تشحيم ثقيل أو عالي اللزوجة للأشغال الثقيلة. آخر مرحلة هي عمليّة مزج مواد تناسب الأنواع الثلاثة من الشحوم المنتجة ولزيادة كفاءتها. التعبئة والتغليف. طريقة المصانع الصغيرة في تدوير الزيوت هناك طريقة أخرى لتكرير الزيوت المستهلكة تناسب المصانع الصغيرة والمتوسّطة، وتوفّر هذه الطريقة القدرة على تكرير الزيت داخل المصنع نفسه، وتمنع رمي الزيوت المستهلكة في النفايات أو التخلّص منها عن طريق الحرق، وما يتبع ذلك من خسران للطاقة بشكل كبير وتشكيل نفايات يصعب التخلص منها وهي مخلفات عمليات الحرق. يمكن وصفها الطريقة كالآتي: العملية تتم ّداخل مرجل صغير. يتم خلط الزيوت المستهلكة مع مادة البروبان السائل. وبإضافة ضغط مرتفع خارجي تنفصل المواد المفيدة عن الموادّ غير المفيدة والشوائب، حيث يتحدّ البروبان مع الزيت المفيد فقط ولا يختلط مع الشوائب أو الزيوت المستهلكة تماماً. يُضاف الهيدروجين إلى الزيوت المفيدة بهدف وقف عمليّة الأكسدة للمحتويات الكبريتية والتي تحولها أي عمليّة الأكسدة إلى أكاسيد كبريت ضارّة. يتم فصل البروبان مجدداً عن الزيوت المفيدة عن طريق
تدوير زيت المحركات (بالإنجليزية: Automotive oil recycling ) هي عملية استخلاص الأجزاء المفيدة من زيت تشحيم مستهلك وإعادتها للاستخدام بعد إضافة بعض المواد تجعله صالحا للاستخدام . زيت المحركات المستهلك هو مجموع الزيت المستخدم في المحركات وكذلك الزيت المسخدم في الأجزاء المتحركة الهيدروليكية التي استخدم في الروافع والكبس . كما أن تدوير الزيت المستهلك يفيد البيئة إذ يخفض كمية النفايات كثيرا،[1] كما أن إعادة تكرير الزيت المستهلك تمنع أن يتخلص بعض العامة مما لديهم من زيت مستهلك في مناطق زراعية أو في أنهار ومجاري مائية . فعلى سبيل المثال فإن لتر واحد من زيت المحركات يتسبب في إفساد نحو 1 مليون لتر من الماء .[2][3]
لهذا أصدرت حكومات البلاد الأوروبية والأمريكية تشريعات تحرم إلقاء زيوت المحركات المستهلكة في البيئة ، ووجوب تسليمها إلى البائع ، حيث تجمع ويعاد تدويرها . تستخلص المواد المفيدة من الزيت المستهلك ، واما الرواسب المتبقية فحجمها قليل ؛ تجمع هي الأخرى وتتخلص منها الإدارة المحلية بطريقة لا تضر السكان ولا تضر البيئة.
زيت المحرك
تفريغ زيت تشحيم مستهلك من محرك سيارة :
يمكن أن يستخدم الزيت المعاد تكريره كوقود يسخن سخانات أو في التدفئة أو في التطبيقات الصناعية التي تحتاج اشتعالا مثل الأفران العالية
فرن لافح
(بالتحويل من فرن عالي) المحتوى هنا ينقصه الاستشهاد بمصادر. يرجى إيراد مصادر موثوق بها. أي معلومات غير موثقة يمكن التشكيك بها وإزالتها. (مارس 2016) فرن لافح في سستاو، إسبانيا. الفرن الفعلي هو داخل المنشأ المعدني الأوسط. فرن عالي بألمانيا
أجزاء البناء من اليسار إلى اليمين : مخازن المواد الأولية، مبنى الهواء ، أنابيب الغاز الناتج ومرشح الغبار خلف الرافعة المائلة لتموين الفرن من أعلى، الفرن العالي ، ورشة تسريب الحديد (البزل) ، أبراج تسخين الهواء.
الفرن اللافح أو الفرن العالي أو فرن الصَهْر (بالإنجليزية: Blast furnace) هو فرن لاختزال أو استخلاص الفلزات من خاماتها. يستخدم بصفة أساسية لإنتاج الحديد والصلب كما يستخدم لغيرها من الفلزات.
الفرن اللافح يسمى أيضا في مصر ب""الفرن العالى "" كما يسمي ايضا ""فرن السفع الهوائى"" لأنه يتميز بهيكل ضخم عال بخلاف الأفران الصناعية والميتالورجية الأخرى وهى تسمية شكلية. قد يصل ارتفاعه الفرن العالي نحو 30 متر . التسمية الأولى الموافق عليها أيضا من مجمع اللغة العربية بالقاهرة أدق وأفضل لأنها تسمية وظيفية حيث تختزل الخامات باستخدام تيار من غازات مختزلة (بكسر الزين) تلفح كتل الخام داخل الفرن. ورغم ذلك فإنه بالألمانية يسمى أيضا "الفرن العالي" .
الفرن العالي هو نوع من الأفران الميتالورجية تستعمل للصهر لإنتاج الفلزات، وعموماً الحديد. تسميته بالألمانية معناها "الفرن العالي" Hochofen.
في الفرن اللافح، يتم امداد الوقود في صورة الفحم الحجري وحديد خام بصفة مستمرة من أعلى الفرن. بينما يـُنفخ الهواء (أحياناً مدعوم بأكسجين اضافي) في قاع الفرن، لكي تحدث التفاعلات الكيميائية في جميع أنحاء الفرن بينما المواد تتحرك للأسفل. المنتجات النهائية هي عادة معدن مصهور وخبث تسحب من أسفل الفرن، وغازات العادم تخرج من أعلى الفرن.
الأفران اللافحة تتناقض في أسلوب التسخين مع الأفران الهوائية (مثل الأفران العاكسة)، التي تنقل الغازات الساخنة في أنبوب المدخنة بواسطة الحمل الحراري. وحسب هذا التعريف العريض bloomery للحديد، blowing house للقصدير وsmelt mill للرصاص يـُصنـَفوا على أنهم أفران لافحة. إلا أن، التعبير قد اقتصر مؤخراً على الأفران المستخدمة لصهر خام الحديد لإنتاج حديد غفل، وهي مادة وسيطة تستخدم في إنتاج الحديد والصلب التجاريين.
بعض الأفران المعاصرة المستخدمة لعمليات صهر الفلزات غير الحديدية تـُعرف كذلك بالأفران اللافحة، ويحدث ذلك بالتحديد في إنتاج الرصاص والنحاس. إلا أن هذه المقالة (فيما عدا آخر جزء) ستركز على الأفران المستخدمة في إنتاج الحديد الغفل.
محتويات
- 1 مقدمة
- 2 التسمية
- 3 تاريخ
- 4 تصميم الفرن العالي
- 5 التفاعلات الكيميائية أثناء الاختزال
- 6 منتجات الفرن العالي
- 7 اقرأ أيضا
- 8 وصلات خارجية
مقدمة
الفرن العالي ب لشركة إميل بلوكسمبورج. بزل الحديد المصهور في أحد مصانع التشيك.
يتكون مجمع الفرن الافح لإنتاج الحديد الغفل من عدة بنايات التي تساعد عل استمرار عملية الإنتاج. منها مخزن المواد الأولية من خام الحديد والمواد المضافة، ومخزن فحم الكوك لتشغيل الفرن ويوصلا بأنابيب لنقل تلك المواد إلي قمة الفرن . كما تخدم منشآت أخرى لجمع الغاز المتكون في قمة الفرن ، ومنشآت لضخ الهواء الساخن في المنطقة الوسطية للفرع وأخرى لإخراج والحديد الغفل الناتج وخبث الحديد عند قاع الفرن .
من الإضافات المستخدمة في انتاج الحديد اكسيد السيليكون (رمل الكوارز) والجير (أكسيد الكالسيوم) وغيرها فهي تعمل على فصل المواد الغير مرغوب فيها في الحديد وتكوين خبث منها ، وهي تخفض في نفس الوقت من درجة انصهار الحديد.
يوزع فحم الكوك على طبقات وهو يمد الفرن بالحرارة وهو في نفس الوقت عامل اختزال (أي نزع الأكسجين من الحديد الخام) . كما تقوم عدة نفاثات بمد الفرن بالهواء الساخن اللازم لإحتراق فحم الكوك وبالتالي الأكسجين .
الحديد الغفل الناتج من الفرن العالي يمر بعملية "تنظيف" لانتزاع جزء من الكربون ومعظم الفسفور والكبريت من الحديد الناتج . بعد ذلك فإما يصبح الناتج حديد زهر أو يعامل ويحول إلى عدة أنواع من الحديد الصلب (الفولاذ). كما أن خبث الحديد والغازات الناتجة من الفرن العالي تعتبر ذات قيمة ، حيث تستخدم بعد معالجتها لانتاج مواد بناء وغاز لإنتاج الطاقة .
تطورت تقنية الفرن العالي عبر نحو 5000 سنة ، حيث بدأ الإنسان القديم باستخدام الفحم النباتي في كور ، ثم ضح الهواء فيها منذ نحو 3000 سنة واستخدام مجمرات الفرن حتى مطلع القرن 18 حيث بدأ استخدام فحم الكوك ، ثم ضخ الهواء الساخن أبتداء من 1828 .
ينتج الفرن الافح الحديد الغفل الذي يحتوي عادة على نسبة كربون أعلى من 1و2 % ، مما يجعله هشا (حديد زهر). وللحصول على الحديد الصلب والانواع الأخرى من الحديد المظاوع ، فتجرى أحدى الطرق التالية لخفض نسبة الكربون في الحديد والتي تسبب هشاشته ، وكذلك لإضافة مواد أخرى تعطي الناتج مواصفات مطلوبة : فرن أكسجين قاعدي ، طريقة بسمر ، فرن القوس الكهربي.
التسمية
التعريفات حسب مجمع اللغة العربية بالقاهرة (تم البحث من خلال محرك البحث في صفحة المجمع):
- (1)الفرن اللافح: فرن يستخدم لاستخراج الحديد من خاماته يتم فيه صهر الخامات بإمرار تيار من الهواء الساخن يندفع من قاعدته إلى قمته.
- (2)الفرن اللافح : فرن أسطوانى الشكل يسخن بتيار من الهواء الشديد السخونة الذي يدخل من فتحة في قاعه، ومن أمثلته الفرن العالى المستعمل في صهر خامات الحديد
- (3)الفرن العالى: فرن يستعمل في صناعة الحَدِيد، فيه يسخن خليط من خام الحَدِيد والفحم والحجر الجيري بواسطة تيار من الهواء الساخن، فيختزل الخام إلى حَدِيد مصهور.
يتضح من هذه التعريفات أن مصطلح الفرن العالى يخص صناعة الحديد فقط دون غيرها من الصناعات الاستخلاصية.
تاريخ
مجمرة حديد من العصور الوسطى (القرن 13) يبلغ ارتفاعه 1 متر.
تواجدت الأفران العالية في الصين منذ القرن الخامس قبل الميلاد، وفي الغرب منذ أواخر العصور الوسطى. فقد انتشروا من المنطقة المحيطة بنامور في بلجيكا في أواخر القرن الخامس عشر. ودخلت انجلترة في 1491. الوقود المستخدم في تلك الأفران كان على الدوام الفحم. الاستبدال الناجح للفحم بفحم الكوك يـُنسـَب إلى ابراهام داربي في 1709. فعالية العملية تحسنت أكثر باتباع التسخين المسبق للفرن، والذي صدرت به براءة اختراع لصالح جيمس بومونت نيلسون في 1828.
ويجب تمييز الفرن العالي من فرن bloomery في كون الغرض من الفرن العالي هو إنتاج معدن مصهور يمكن صبه من الفرن، بينما الغرض من bloomery هو تجنب الانصهار لكي لا يذوب الكربون في الحديد. Bloomeries كان يتم النفخ فيهم اصطناعياً باستخدام منافيخ، إلا أن تعبير 'فرن لافح' عادة ما يخص الأفران التي يـُستخلص فيها الحديد (أو معادن أخرى) من خامه.
تصميم الفرن العالي
التصميم الأساسي للفرن العالي. بنية فرن عالي:
يسار: بالحلقة الحاملة وأعمدة الحمل
يمين: „فرن عالي منتصب حرا“ مع تجهيزاته من معدات .
يشابه الفرن اللافح شكل المدخنة الكبيرة حيث يستغل الحمل الحراري الطبيعي في المرور فيما بين المواد الخام التي يزود بها من أعلى . ويعتمد ارتفاع قلب الفرن على قدرته الإنتاجية وقد يصل ارتفاعه إلى نحو 30 متر. ويكون الجزء العلوي منه شكل القمع وهو يمثل 3/5 الفرن .[1] . مثبت فيه حلقة قصيرة عند أقصى اتساع للفرن ، وهو يسمى وعاء الفحم . تحت الحلقة المحتوية على الفحم يوجد قمع آخر يسمى "راست" وهو موصول بالحلقة (وعاء الفحم) من أعلى وبالحامل (القاعدة) من اسفل . تلك الثلاثة أجزاء: وعاء الفحم والراست والقاعدة يشكلان نحو 1/5 ارتفاع الفرن . فإذا كان ارتفاع الفرن بالكامل 30 متر فإن وعاء الفحم والراست يكون ارتفاعهما نحو 6 متر والقاعدة أو "الحامل" نحو 6 متر. وبالباقي العلوي للفرن نحو 18 متر .
تتكون بنية الفرن العالي عادة من الحديد وتحوطها منصات وأعمدة جديدية تستخدم للتشغيل والتركيبات وهي تحمل أجهزة مساعدة ولتصويل المواد إلى أعلى وأجزة لجمع الغازات المتكونة على القمة ، وعلاوة على ذلك فهي تحمل الفرن من الخارج .[2][3] ويمكن تقسيم تلك الحوامل حول الفرن إلى نوعين:
في الأفران العالية القديمة والأفران الأمريكية فهي تحتوي على حلقة حاملة عن مستوي حلقة الفحم وتكون متكئة على أعمدة . بحيث تقوم بحمل الجزء العلوي من الفرن وقمة الفرن . ولكن بسبب الأعمدة السفلية المحيطة تجعل مكان مخرج الحديد المنصهر (بزل الحديد) ضيقا . ولهذا فيتبع في الأفران الحديثة النوع الثاني.
طور هذا النوع الثاني في ألمانيا وهو نوع يسمى "الفرن الواقف مستقلا" . وفيه يتكون الفرن العالي من الحديد المقوى المحصن تجعله يحمل نفسه ، وتحيطه المنصات اللازمة لحمل الأجهزة المساعدة ومتصلة به مباشرة . ومن ضمنها أنبوب كومبنساتور متصل بقمة الفرن .
يبلغ الارتفاع الكلي لتلك المنشأة نحو 90 متر ، ويبلغ قطر حامل القاعدة نحو 15 متر وتبلغ سعته نحو 4.800 متر مكعب .[4]. أكبر الأفران العالية تبلغ سعتها 6000 متر مكعب ويوجد في مصنع حديد وصلب "جوانجيانج" التابع لشركة "بوسكو" POSCO بكوبيا الجنوبية .[5]
توجد في الجزء " السفلي للراست " فتحة البزل وهي تسد بسدادة من السيراميك ، ومنها يمكن إخراج الحديد المنصهر (حديد غفل) وكذلك اخراج حبث الحديد. كما توجد فتجة في قاع الفرن لتفريغ "الغبار" عقبل بدء عملية شحن جديدة للفرن .
وتوجد نفاثات أنابيب الهواء الساخن بين "الراست" والحامل (القاعدة) وتمتد إليها الأنابيب الآتية من مسخنات الهواء لضخ الهواء الساخن في الفرن.
1) فرن لافح من عام 1861 | 0,9 | 15,3 | 64 | 25 |
2) فرن عالي ، ألمانيا من عام 1930 | 4,5 | 20,0 | 425 | 450 |
3) فرن عالي ،ألمانيا عام 1961 | 6,5 | 24,0 | 900 | 1.200 |
4) فرن عالي ، أنانيا عام 1959 | 9,0 | 26,1 | 1.424 | > 2.000 |
5) فرن عالي سوفييتي عام 1960 | 9,8 | 29,4 | 1.763 | 4.000 |
6) فرن عالي ياباني من عام 1968 | 11,2 | 31,5 | 2.255 | 6.000 |
7) الفرن العالي الكبير ، ألمانيا عام 1971/72 | 14,0 | 36,7 | 4.100 | ≈ 10.000 |
ساحة النقاش