المعدات الأساسية لعملية الإنتاج المستمر للكبريت غير القابل للذوبان هي آلة غسل وتجفيف مرشحات مغلقة بالكامل

الكبريت غير القابل للذوبان (الاسم العلمي: Insoluble Sulfur) هو بوليمر متجانس من الكبريت، يُعرف أيضًا بالكبريت البوليمري، ويُشار إليه اختصارًا بـ IS، ويبلغ وزنه الذري 32.07. وهو نوع مُعدَّل من البوليمر، غير قابل للذوبان في ثاني كبريتيد الكربون والمطاط. يُعد الكبريت غير القابل للذوبان عاملًا مهمًا في الفلكنة ومُسرِّعًا للفلكنة في إنتاج المطاط الحديث، وله أهمية بالغة في تحسين أداء المطاط وجودته. مع تطور صناعة السيارات، يتزايد الطلب على مطاط الإطارات يومًا بعد يوم، مما يُعزز نمو سوق الكبريت غير القابل للذوبان.

مع ذلك، فإن سعر منتجات الكبريت الصناعية منخفض. وإذا أمكن معالجتها لزيادة قيمتها المضافة وتطوير منتجات كبريت غير قابلة للذوبان ذات آفاق واسعة في السوق المحلية، فإن سعرها في السوق سيرتفع من 10 إلى 15 ضعف سعر الكبريت العادي. وهذا لا يُسهم فقط في تعديل هيكل منتجات المؤسسة، وتوسيع سلسلة التوريد، وتحسين العائدات الاقتصادية، بل يُسهم أيضاً في حل مشكلة التلوث البيئي من خلال إعادة تدوير الكبريت ومعالجته، وهو ما يُعدّ ذا أهمية بالغة للتنمية المستدامة للمؤسسات وبناء مؤسسات صديقة للبيئة وموفرة للموارد.

مساحة تطوير الكبريت غير القابل للذوبان

يُعدّ الكبريت غير القابل للذوبان مادة مضافة شائعة في صناعة المطاط، ويُستخدم بشكل أساسي كعامل مُقسٍّ في إنتاج المطاط. تُسهم إضافة الكبريت غير القابل للذوبان في منع ظهور التزهير السطحي على منتجات المطاط أو المنتجات الوسيطة، وفي الوقت نفسه تُحسّن الالتصاق، مما يُفيد في تحسين بيئة التشغيل. إضافةً إلى ذلك، تُساعد إضافة الكبريت غير القابل للذوبان على زيادة سرعة عملية التقسية المطاطية وجعلها أكثر تجانسًا.

نظراً للخصائص المميزة للكبريت غير القابل للذوبان في صناعة المطاط، فقد أصبح مادة مضافة أساسية في إنتاج مطاط هياكل الإطارات، ومطاط التبطين، ومطاط الجدران الجانبية البيضاء، ومواد الهياكل، ويُستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات. كما يُسهم هذا المطاط غير القابل للذوبان في تحسين التصاق المطاط بالأسلاك الفولاذية المطلية بالنحاس. إضافةً إلى ذلك، يُعدّ استخدام هذا المطاط واسعاً وهاماً في إنتاج مواد مطاطية تُستخدم في صناعة منتجات مطاطية مثل الكابلات، وبكرات المطاط، ومانعات التسرب الزيتية، والأحذية المطاطية.

يُمكن للكبريت غير القابل للذوبان أن يُؤخر عملية الفلكنة للمطاط بفعالية، ويُحافظ على لزوجته، ويُطيل عمره الافتراضي. ونظرًا لخصائصه الممتازة، فإنه على الرغم من أن سعره يزيد عن عشرة أضعاف سعر الكبريت المعيني العادي، إلا أنه لا يزال الخيار الأول كعامل فلكنة في إنتاج الإطارات الفولاذية الشعاعية وغيرها من المنتجات المطاطية المركبة. وتشير البيانات ذات الصلة إلى أن نسبة استهلاك الكبريت غير القابل للذوبان من إجمالي استهلاك الكبريت في صناعة الإطارات الأجنبية قد بلغت 40%، ولا تزال هذه النسبة في ازدياد مستمر بمعدل مرتفع جدًا سنويًا.

تقنية المعالجة التقليدية للكبريت غير القابل للذوبان

طريقة الإنتاج: في الوقت الحاضر، تشمل طرق الإنتاج الصناعية الشائعة للكبريت غير القابل للذوبان طريقة التلامس وطريقة التغويز وطريقة الصهر.

(1) طريقة التلامس

تُعدّ طريقة التلامس الطريقة الأقدم تاريخاً في الإنتاج الصناعي للكبريت غير القابل للذوبان. وتستخدم هذه الطريقة كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت كمواد خام لإنتاج الكبريت غير القابل للذوبان.

تُمرر المادتان الخام على التوالي إلى مفاعل في بيئة حمضية لإجراء تفاعل التلامس، وتشمل نواتج التفاعل الكبريت الذائب والكبريت غير الذائب. يُغسل المنتج ويُجفف ويُطحن ويُستخلص تباعًا، ثم يُفصل الكبريت الذائب عن الكبريت غير الذائب للحصول على الكبريت غير الذائب في النهاية. في ذلك الوقت، كان كبريتيد الهيدروجين وثاني أكسيد الكبريت المستخدمان في طريقة التلامس يأتيان بشكل رئيسي من مخلفات صناعة النفط والغاز.

أسعار المواد الخام منخفضة، ويتمتع المنتج بقدرة تنافسية عالية في السوق من الناحية الاقتصادية. يُعد كل من ثاني أكسيد الكبريت وكبريتيد الهيدروجين سامين. ولضمان سلامة العاملين، يجب أن تتم عملية الإنتاج في معدات محكمة الإغلاق.

فيما يتعلق بالظروف التقنية آنذاك، كان من المحتم، لضمان القدرة التنافسية الاقتصادية، عدم القدرة على تلبية متطلبات حماية البيئة والسلامة الشخصية. ومع ازدياد اهتمام الرأي العام بحماية البيئة وانخفاض معدل استغلال المواد الخام في طريقة التلامس، حلت طريقتان أخريان محلها تدريجياً: التغويز والصهر.

(2) طريقة التغويز

تعتمد طريقة التغويز على استخدام درجة حرارة عالية لصهر الكبريت الصلب وتغويزه لإنتاج الكبريت غير القابل للذوبان، ولذلك تسمى أيضًا طريقة درجة الحرارة العالية.

يُرفع مستوى حرارة الكبريت المنصهر إلى ما بين 500 و700 درجة مئوية عن طريق التسخين المتقطع لتكوين بخار فائق التسخين. ثم يُستخدم الضغط الهائل للغاز عالي الحرارة نفسه لدفعه بقوة إلى سائل التبريد منخفض الحرارة لتبريده بسرعة. المنتج المبرد عبارة عن خليط من الكبريت غير القابل للذوبان والكبريت القابل للذوبان، حيث يشكل الأول أكثر من نصف الكمية الإجمالية.

بعد تبريد الخليط تمامًا وتحوله إلى مادة صلبة، يُستخلص باستخدام ثاني كبريتيد الكربون، ثم يُفصل ويُغسل ويُجفف للحصول على منتج كبريت غير قابل للذوبان ذي محتوى عالٍ. وعلى مدار سنوات طويلة من العمل، قامت الشركة المنتجة بتعديل العملية وتحسينها عدة مرات. ويكمن أهم ما يميز هذه العملية في إضافة كبريتيد الهيدروجين أثناء الإنتاج، مما يقلل من لزوجة المواد المتفاعلة ويحسن استقرار الكبريت غير القابل للذوبان.

ثانيًا، في عملية التغويز الأصلية، تم الاستغناء عن عمليات التبريد السريع، وإزالة حموضة خليط المطاط لإنتاج رقائق الكبريت، والتجفيف، والتكسير، مما قلل تدريجيًا من عدد مراحل الإنتاج. في النهاية، تم تبسيط العملية المعقدة إلى طريقة إنتاج أحادية الخطوة، الأمر الذي لم يُسهّل الإنتاج فحسب، بل خفّض تكلفته بشكل كبير، وزاد أيضًا من محتوى الكبريت غير القابل للذوبان في المنتج. بعد سنوات من التطوير، أصبحت تقنية تغويز الكبريت غير القابل للذوبان ناضجة نسبيًا، وبلغت إنتاجية المنتج مستويات عالية نسبيًا.

من عيوبها ارتفاع استهلاك الطاقة في الإنتاج، وسرعة تآكل معدات النظام، وارتفاع مخاطر السلامة في الإنتاج. كما أصبح حجم الاستثمار الكبير في المشروع عاملاً مهماً يحد من انتشار عملية التغويز.

(3) طريقة الصهر

بالمقارنة مع طريقة التغويز، تتطلب طريقة الصهر ظروف درجة حرارة أقل، لذلك تسمى أيضًا طريقة درجة الحرارة المنخفضة.

أولًا، يُصهر الكبريت إلى الحالة السائلة ضمن نطاق درجة حرارة يتراوح بين 130 و150 درجة مئوية، ثم يُضاف مُثبِّت، وتُرفع درجة الحرارة إلى ما بين 180 و210 درجة مئوية مع التحريك المستمر لزيادة معدل تحويل الكبريت غير القابل للذوبان. بعد ذلك، يُستخدم الماء كوسيط تبريد لتبريد سريع. بعد إزالة الماء، يتصلب المنتج في الهواء على شكل كتلة. يُسحق، وتُضاف المذيبات والمواد المضافة، ويُطحن، ويُرشح، وأخيرًا يُحصل على مسحوق الكبريت غير القابل للذوبان.

بالمقارنة مع طريقة التلامس السابقة وطريقة درجات الحرارة العالية، تتميز طريقة الصهر بدرجة حرارة منخفضة بانخفاض درجة حرارة الإنتاج، وتفاعل النظام تحت الضغط العادي، وتقليل النفايات الصناعية، فضلاً عن مستوى عالٍ من الأمان والجدوى الاقتصادية. وتتمثل الجوانب التقنية لهذه الطريقة في اختيار المثبت وكيفية تحقيق تأثير التبريد السريع للكبريت السائل أثناء عملية البلمرة بدرجة حرارة منخفضة. وحاليًا، لا تزال طريقة الصهر بدرجة حرارة منخفضة للكبريت غير القابل للذوبان في السوق المحلية في مرحلة البحث، ولا يزال الطريق طويلاً قبل الوصول إلى مرحلة الإنتاج الصناعي واسع النطاق.

تهدف مجففة الفراغ ثلاثية الوظائف المغلقة بالكامل، التي طورتها وصممتها شركة Wuxi ZhangHua Machinery، إلى معالجة مزايا وعيوب عملية إنتاج الكبريت غير القابل للذوبان الحالية، وحل أوجه القصور في طريقة التغويز التقليدية وطريقة الصهر في إنتاج الكبريت غير القابل للذوبان، وتركيز عمليات وحدات المعالجة المتعددة على جهاز واحد يتم إنجازها تلقائيًا للحصول على كبريت غير قابل للذوبان عالي الجودة وعالي الاستقرار وعلى نطاق واسع.

المعدات الأساسية لعملية الإنتاج المستمر للكبريت غير القابل للذوبان هي آلة غسل وتجفيف مرشحات مغلقة بالكامل

تتميز عملية تشغيل آلة غسل وتجفيف المرشحات المغلقة بالكامل بالبساطة، وقلة عمليات النقل داخلها، وسهولة استبدال المواد، وكفاءة إنتاجية عالية، وجودة منتج ممتازة. تتم العملية برمتها، بدءًا من تغذية خزان التبلور وحتى التفريغ التلقائي للمواد الخام من أسفل المخروط، في جهاز واحد، مما يقلل بشكل كبير من العدد الإجمالي للأجهزة في عملية تبلور المواد الخام، وبالتالي لا يقلل من تكلفة الاستثمار فحسب، بل يقلل أيضًا من مساحة ورشة العمل النظيفة.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن تكرار عملية تنظيف البلورات وترشيحها عدة مرات وفقًا لعملية الإنتاج، ويمكن إجراء عملية التجفيف بعد الوصول إلى المستوى المطلوب. تستخدم العملية الجديدة جهاز ترشيح متعدد الوظائف لتقليل مدة تعرض المواد، وتُجرى إجراءات تشغيل متعددة داخل حاوية مغلقة لمنع التلوث بشكل فعال، كما يسهل إجراء التنظيف والتعقيم في الموقع.

لقد وصلت تكنولوجيا الإنتاج وجودة منتجات الكبريت غير القابل للذوبان في بلدي بشكل أساسي إلى مستوى جودة المنتجات المماثلة لشركة كريستكس.

في الوقت نفسه، يوجد أكثر من 30 معهدًا بحثيًا وجامعة ومصنعًا كيميائيًا في أكثر من 20 محافظة ومدينة في جميع أنحاء البلاد لتطوير وبحث الكبريت غير القابل للذوبان، بالإضافة إلى عشرات من أجهزة الإنتاج المختلفة. ولكن حتى الآن، لا تزال هذه المؤسسات تعمل بشكل منفرد، ولم تحقق بعد وفورات الحجم. كما أن حجم الإنتاج صغير نسبيًا، وبعض المعدات المستخدمة متخلفة نسبيًا، والتكلفة مرتفعة نسبيًا، وهي غير قادرة على المنافسة في السوق الدولية.

مع ذلك، ومع ازدهار الاقتصاد الصناعي لبلادنا، ولا سيما التطور السريع لصناعة السيارات، سيزداد الطلب على المطاط عالي الجودة. وباعتباره عاملًا مُعززًا ومُسرِّعًا عالي الجودة في إنتاج المطاط، يتمتع الكبريت غير القابل للذوبان بفرص نمو سوقية واسعة. وانطلاقًا من هذه البداية الجديدة، ستتحلى شركة تشانغ هوا بالشجاعة لتحمل المسؤولية ومساعدة المصنّعين على تعزيز التحديث والتطوير التكنولوجي من خلال البحث والتطوير وإنتاج معدات أكثر كفاءة، وتسريع وتيرة البحث والتطوير للمنتجات، وتحسين جودتها، وتعزيز القدرة التنافسية للشركة في السوق. وبذلك، ستساهم الشركة في تحقيق الفوائد الاقتصادية والاجتماعية، ودعم التطور الصحي والسريع لصناعة المطاط في بلادنا.