علوم القطيف مقالات علمية في شتى المجالات العلمية
تدوير الفائض من البلاستيك والإطارات إلى طاقة يعتبر من الخيارات المتاحة التي لها منفعة وأثر ايجابي على البيئة وهي طريقة آمنة للتخلص من النفايات، حيث أنه يساهم في تقليل المخزونات وتفادي الطُرق التقليدية كالدفن والحرق. حيث نجد أن دولاً عديدة في شرق آسيا قامت برفض استقبال النفايات المستوردة الهائلة من الدول الغربية لتخفيف الملوثات البيئية التي تؤثر سلباً على الصحة. ونجد أيضا أن خيار إعادة تدوير النفايات إلى طاقة هو الحل الأمثل لبعض الدول الرائدة كألمانيا واليابان حيث يساهم القطاع الخاص بشكل رئيسي في التخلص من النفايات الصلبة وتحويلها إلى طاقة حرارية وكهربائية.
معامل الانحلال (التحلل) الحراري للمواد الصلبة وتحويلها إلى طاقة حرارية وكهربائية (المصدر: www.peaks-eco.com)
ولكن التخلص من الإطارات والبلاستيك الفائض وتحويلها إلى طاقة (وقود سائل وغاز) هو االخيار الأفضل إلا أن تكلفة المعامل قد تكون إحدى المعضلات وكذلك ما ينتج عن هذه العملية من تلوث الهواء والماء المستخدم في عملية التحويل إلى طاقة.
وأبرزت التجارب أن الانحلال (التحلل) الحراري بمعزل عن الهواء (Pyrolysis) وضغط الماء داخل صهاريج المفاعل الحراري قد يساهم في إنتاج كمية من الوقود السائل بمقدار 35-50% من الإطارات والبلاستيك. وتساهم المواد الحافزة كمادة الزولايت (zeolite catalyst) في زيادة إنتاج الوقود والغاز وبطاقة حرارية أقل 50-100 درجة حرارية لعملية التحلل الحراري للإطارات والبلاستيك إلى وقود وغاز مما يعطي منفعه اقتصادية للمشروع في حالة توفر كميات كبيرة من الإطارات حيث تبلغ تكلفة مادة الزولايت حوالي نصف دولار للكيلو الواحد.
تحويل خردة الحديد من الإطارات إلى اسلاك مجلفنة ذات قيمة عالية للكليوالواحد
وتطورت تقنية إعادة تحويل الإطارات والبلاستيك إلى وقود في القطاع الخاص وأصبحت ملائمة للمشاريع الصغيرة. وفي الوقت الحالي توفرت معامل للمعالجة الحرارية لإنتاج ما يقدر بـ 2-50 طن اسبوعياً حيث يتم التخلص من هذه النفايات بتكلفة أقل من السابق وبتقنية عملية وحلول بيئية مثالية.
وتعمل وحدات الانحلال الحراري الحديثة باستخدام مفاعل دوار أفقي بحرارة تتراوح بين 400-650 درجة مئوية وصفايات لتنقية الهواء للتخلص من الروائح وأما وحدة التبريد فتقوم بعملية فصل الغاز من الوقود السائل. ويمكن إضافة الماء أو المواد الحافزة من الزولايت (zeolite catalyst) لتسريع عملية التحلل الحراري وسحب الهواء بإضافة غاز النتروجين. وتستغرق هذه العملية حوالي 5-10 ساعات لإنتاج الوقود السائل والغاز.
فعلى سبيل المثال توفر شركة دونغ الصينية لمعامل الانحلال الحراري كامل التجهيز بقيمة تتراوح بين 100,000-120,000 ريال سعودي لتدوير الإطارات والبلاستيك بحجم 5 طن في اليوم وبدون استخدام الضغط أو مواد حافزة وتنتج هذه المعامل 45% من الوقود السائل و30% من الكربون الأسود و15% من أسلاك الحديد وكذلك 10% من الغاز والذي يمكن إعادة استخدامه في تسخين المفاعل. ويمكن استخدام خردة الحديد الناتجة من الإطارات لصنع أسلاك الحديد المجلفنة للاستخدام في مشاريع البناء. كما يمكن استخدام الكربون الاسود الناتج من هذه العملية كمواد أولية لتصنيع عوازل للأرضيات والأسقف في مجال البناء. وإن التقديرات الأولية لكميات الوقود السائل المستخرجة في حالة استخدام معمل شركة دونغ للتحليل الحراري سينتج 500-550 لتر من الطن الواحد.
(المصدر: شركة دونغ للتحليل الحراري، الصين)
هذا مع العلم أنه في حالة استخدام المواد الحافزة من الزويلات (Y-zeolite catalyst) للتحلل الحراري لمواد البلاستيك إلى الغاز والوقود بإضافة 25-50 كغم سوف يساهم بتقليل الحرارة لوحدة الانحلال الحراري لكن سوف يساهم أيضاً بإنتاج غاز بروبان والبيوتان بنسبة عالية حوالي بـ 30-70% وكذلك الوقود السائل من البنزين والديزل بتقدير 15-50% والكربون الاسود حوالي 5-10% على حسب نوع البلاستيك المستخدم. علماً أنه من الممكن إعادة تدوير واستخدام المواد الحافزة من الزويلات لأكثر من 50 مرة. في حالة استخدام التجارب الحديثة والاستفادة من المواد الحافزة قليلة التكلفة سوف تعطي استخدام أفضل للتحلل الحراري للبلاستيك والتنوع بإنتاج الغاز أو الوقود أو كليهما.
التقديرات الأولية لكميات الوقود السائل المستخرجة في حالة استخدام معمل شركة دونغ للتحليل الحراري للإطارات
*دكتوراه في الهندسة الكيميائية