أولاً: نظرة عامة على المشروع

يُعد تحضير مسحوق الفحم عملية حاسمة في توليد الطاقة الحرارية، وإنتاج الأسمنت، وعلم المعادن، والصناعة الكيميائية. تعمل مطحنة ريموند (مطحنة الأسطوانات البندولية)، باعتبارها مطحنة طحن أسطوانية عمودية، عن طريق سحق المواد من خلال الضغط بين أسطوانات الطحن وحلقة الطحن، وتُظهر أداءً ممتازًا في معالجة المواد متوسطة الصلابة. وتُعد مطاحن ريموند مناسبة لإنتاج مسحوق الفحم على نطاق صغير إلى متوسط، حيث تتميز بتكنولوجيا ناضجة وتكاليف استثمار منخفضة نسبيًا.

ومع ذلك،, مسحوق الفحم مادة قابلة للاشتعال والانفجار. طحن الفحم باستخدام مطحنة ريموند يتطلب تصميم مقاوم للانفجار وتدابير السلامة الشاملة. لا يمكن استخدام مطاحن «رايموند» التقليدية مباشرة في معالجة الفحم؛ حيث إن مطحنة رايموند المقاومة للانفجار أو مطحنة بنظام الدائرة المفتوحة يجب تحديده.

تم تصميم هذا الحل من أجل الفحم البيتوميني/الأنثراسيت (صلابة موهس تتراوح بين 1.5 و3 تقريبًا) باستخدام مطحنة رايموند المقاومة للانفجار باعتبارها المعدات الأساسية لخط إنتاج مسحوق الفحم.

ثانياً: مواصفات المواد الخام والمنتجات

2.1 متطلبات المواد الخام

2.2 مواصفات المنتج

ملاحظة: إذا كانت هناك حاجة إلى مسحوق فحم فائق الدقة يزيد حجمه عن 400 ميش (مثل 800 ميش أو 1250 ميش أو أدق)، فإن مطحنة «رايموند» القياسية لا يمكنها تلبية هذا المطلب. مطحنة عمودية فائقة الدقة أو مطحنة أسطوانية حلقية فائقة الدقة يجب استخدامها بدلاً من ذلك.

ثالثًا: مسار العملية

3.1 مخطط تدفق العملية

الفحم الخام → الغربلة (إزالة الشوائب) → الكسارة الفكية (الكسارة الأولية إلى حجم ≤30 مم) →
مصعد دلو → صومعة تخزين الفحم الخام → مغذي اهتزازي كهرومغناطيسي (تغذية منتظمة وكمية) →
مطحنة ريموند مقاومة للانفجار (طحن) → مسحوق معلق في الهواء → مصنف مقاوم للانفجار →
    ├─ مسحوق خشن → إعادته إلى حجرة الطحن لإعادة الطحن
    └─ مسحوق ناعم مطابق للمواصفات → مجمع إعصاري مقاوم للانفجار → تفريغ المسحوق النهائي → التعبئة التلقائية
 ↓
    مرشح كيس نبضي مقاوم للانفجار (تصريف العادم المنقى إلى الغلاف الجوي)

3.2 وصف تفصيلي لكل خطوة

(1) المعالجة المسبقة للمواد الخام (الغربلة والسحق)

يتم أولاً غربلة الفحم الخام عبر غربال شبكي لإزالة الشوائب الكبيرة. ثم تُسحق كتل الفحم الكبيرة بواسطة كسارة فكية من أجل ≤30 ملم. أثناء النقل، يحدث الفاصل الكهرومغناطيسي يجب إزالة الشوائب الحديدية لحماية المعدات اللاحقة من التلف.

(2) التغذية

يُنقل الفحم المسحوق بواسطة مصعد دلو إلى صومعة تخزين. وفي قاع الصومعة، تقوم مغذية اهتزازية كهرومغناطيسية بتوصيل المادة بشكل موحد وكمي ومستمر إلى مصنع ريموند. يُعد التغذية المنتظمة عاملاً حاسماً لضمان الإنتاج وجودة المنتج.

(3) التجفيف (حسب نسبة الرطوبة في المادة الخام)

إذا تجاوزت نسبة الرطوبة في الفحم الخام 6–10%، فيجب إجراء عملية التجفيف قبل أو أثناء الطحن. أ فرن الهواء الساخن يمكن استخدامها لتوفير الهواء الساخن، مما يتيح إجراء عمليتي التجفيف والطحن في آن واحد. يجب التحكم في درجة حرارة الهواء الداخل ضمن نطاق مناسب، ويُوصى بالتحكم في درجة حرارة الهواء الخارج عند 75–95 درجة مئوية.

(4) الطحن

بعد دخول قطع الفحم الصغيرة إلى حجرة الطحن، ترفع شفرات الجرافة المادة وتغذيها بين أسطوانات الطحن وحلقة الطحن. وتحت تأثير قوة الطرد المركزي، تتأرجح أسطوانات الوحدة الرئيسية إلى الخارج وتضغط بقوة على الحلقة، مما يؤدي إلى طحن الفحم عن طريق الضغط والقص.

(5) التصنيف

يُنقل مسحوق الفحم المطحون بواسطة تيار هواء المنفاخ إلى المصنف في الجزء العلوي من أجل الفصل. ومن خلال ضبط سرعة جهاز الفرز، يمكن التحكم في درجة النعومة النهائية ضمن نطاق 80–400 شبكة. يُعاد المسحوق الخشن غير المطابق للمواصفات إلى حجرة الطحن لإعادة طحنه.

(6) التحصيل

يتم نقل المسحوق الناعم المطابق للمواصفات بواسطة تيار الهواء إلى مجمع دوامي مقاوم للانفجار, ، حيث يتم تجميعه وتفريغه عبر مخرج المسحوق كمنتج نهائي.

(7) جمع الغبار ومعالجة العادم

يعمل النظام وفقًا لـ الضغط السلبي. أ مرشح كيس نبضي مقاوم للانفجار يُستخدم لتنقية غازات العادم. وتُركَّب نقاط مراقبة درجة الحرارة والضغط عند كل قادوس غبار لضمان عدم تراكم الغبار.

الجزء الرابع: اختيار المعدات وتهيئتها

4.1 اختيار المعدات الأساسية

مسحوق الفحم من 80–325 شبكة يُنتج عادةً باستخدام مطحنة ريموند. ومعيارا الاختيار الرئيسيان هما الدقة والإنتاجية.

تتراوح سعة إنتاج مطاحن ريموند التقليدية بين 1–55 طن/ساعة ودرجة النقاء النهائية تبلغ 80–400 شبكة. توفر مطحنة MTW من النوع الأوروبي، باعتبارها نسخة مطورة من مطحنة ريموند التقليدية، إنتاجية تبلغ 3–55 طن في الساعة ونطاق النقاء الذي يتراوح بين 0.045–1.6 ملم.

4.2 قائمة المعدات الكاملة

خامساً: تدابير السلامة (أولوية قصوى)

نظرًا لـ قابلة للاشتعال والانفجار نظرًا لطبيعة مسحوق الفحم، فإن تدابير السلامة تشكل جوهر الحل بأكمله.

5.1 الحماية بالغاز الخامل

النيتروجين يتم إدخاله إلى النظام المغلق وتدويره. وتقوم أداة مراقبة محتوى الأكسجين عبر الإنترنت بمراقبة تركيز الأكسجين أقل بكثير من الحد الآمن, ، مما يقضي بشكل جذري على ظروف الاحتراق والانفجار. وقد صُممت المطحنة بمدخل للغاز الخامل لتسهيل دمج نظام إخماد الحرائق.

5.2 التحكم في مصادر الاشتعال

5.3 أجهزة تنفيس الانفجارات وتخفيف الضغط

متعدد صمامات تنفيس الضغط في حالة الانفجار يتم تركيبها داخل مطحنة ريموند لتوفير تخفيف مبكر للضغط ومنع انتشار الأضرار. ويجب أن يكون غلاف المطحنة قادرًا على تحمل 345 كيلو باسكال من ضغط الانفجار، كما توجد صمامات تنفيس الانفجار في الجزء العلوي.

5.4 مراقبة الغاز ودرجة الحرارة

يتم تركيب أجهزة تحليل غازات ثاني أكسيد الكربون (CO-O₂) وأجهزة استشعار درجة الحرارة عند المدخل والمخرج ومخرج مرشح الأكياس:

• تجاوز درجة الحرارة مستوى الإنذار المحدد مسبقًا → إنذار
• تجاوز تركيز أول أكسيد الكربون مستوى الإنذار المحدد مسبقًا → إنذار صوتي/مرئي → تشغيل نظام إخماد الحريق

5.5 تصميم مانع للتسرب ومضاد للتراكم

• يجب أن تكون جميع المعدات والأنابيب وصوامع مسحوق الفحم مُغلق بإحكام لمنع تسرب الهواء النقي
• يجب أن يكون جهاز التصنيف، وجهاز تجميع الغبار، وجميع مجاري الهواء غير القياسية معزول لمنع تكوّن التكثيف وتراكم غبار الفحم
• أجهزة منع دخول الهواء يتم تركيبها في كل نقطة تصريف
• تُوضع نقاط مراقبة درجة الحرارة والضغط عند كل قادوس من قواديس جهاز تجميع الغبار لضمان عدم تراكم الغبار

سادساً: الاستخدامات الرئيسية لمسحوق الفحم

يُعد مسحوق الفحم مادة خام صناعية ووقودًا مهمين لهما مجموعة واسعة من الاستخدامات.

6.1 مجالات التطبيق الرئيسية

6.2 التطبيقات التفصيلية في مختلف الصناعات

(1) توليد الطاقة الحرارية (أكبر مستهلك)

يُعد مسحوق الفحم الوقود الأساسي والأهم في توليد الطاقة الكهربائية باستخدام الفحم. وهو مناسب للوحدات الكبيرة التي تعمل بالفحم والتي تزيد قدرتها عن 300 ميجاوات. وتُحوَّل الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق مسحوق الفحم إلى طاقة كهربائية.

(2) صناعة الأسمنت

يُعد مسحوق الفحم الوقود الرئيسي لأفران الدوران المستخدمة في صناعة الأسمنت، حيث يوفر كفاءة احتراق عالية ويؤثر بشكل كبير على جودة كلنكر الأسمنت.

(3) علم المعادن والحديد والصلب (حقن الأفران العالية)

يمكن أن يؤدي حقن مسحوق الفحم عبر فتحات الأفران العالية إلى استبدال جزء من الفحم الحجري باهظ الثمن, ، مما يقلل من تكاليف إنتاج الحديد. ويمكن أن تصل نسبة استبدال فحم الكوك إلى 200 كجم/طن من الحديد.

(4) صناعة السباكة

يمكن أن تؤدي إضافة مسحوق الفحم إلى الرمل الأخضر المستخدم في صب الحديد إلى منع حدوث عيوب سطحية ناتجة عن الحرق, تحسين تشطيب السطح, ، والحد من عيوب انخراط الرمل، وتحسين قابلية رمل القولبة للانهيار.

(5) الغلايات والأفران الصناعية

يمكن استخدام مسحوق الفحم في غلايات الفحم المسحوق عالية الكفاءة، وأفران الجير، والأفران الدوارة، وما إلى ذلك. ويمكن تطبيق تكنولوجيا احتراق مسحوق الفحم منخفض الغبار لتحديث الأفران الصناعية التي تعمل بالزيت بهدف التشغيل بالفحم.

(6) صناعة الكيماويات الفحمية

يمكن استخدام مسحوق الفحم في إنتاج مواد كيميائية مثل الفحم المنشط و حمض الهيوميك. وقد أُدرج الاستخدام النظيف والفعال للفحم في خطط التنمية الوطنية، ويبدو مستقبل المعالجة المتعمقة للفحم واعداً.

(7) مسحوق الفحم النظيف

يتميز مسحوق الفحم بكفاءة احتراق عالية ومحتوى منخفض من الشوائب الضارة، مما يجعله وقود موفر للطاقة وصديق للبيئة.

السابع: التقديرات الاستثمارية والاقتصادية (للإشارة)