Απομάκρυνση του υδροθείου (H2S) από διάφορα βιομηχανικά αέρια μίγματα

Removal of hydrogen sulfide from various industrial gases (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Σταύρου, Σπυρίδων
  3. Κατάλυση και Προστασία του Περιβάλλοντος (ΚΠΠ)
  4. 18 Σεπτεμβρίου 2021 [2021-09-18]
  5. Ελληνικά
  6. 115
  7. Γούλα, Μαρία
  8. Μιχαήλ, Κονσολάκης | Κυριάκος, Μπουρίκας
  9. ζεόλιθοι | zeolites | ενεργοί άνθρακες | activated carbons | οξείδια μετάλλων` | metal oxides | προσρόφηση | adsorption | υδρόθειο (H2S) | hydrogen sulfide (H2S)
  10. 1
  11. 193
  12. Περιέχει : πίνακες, σχήματα, εικόνες
    • Η παρούσα διπλωματική παρουσιάζει τα αποτελέσματα των πειραματικών δοκιμών που διεξήχθησαν, σε εμπορικό μοριακό κόσκινο (0.5 nm της εταιρίας Merck) αλλά και σε MCM-41 και SBA-15, παρασκευασμένα από το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων, στην κατεύθυνση της αξιολόγησης της προσροφητικής τους ικανότητας. Τονίζεται ότι απαιτήθηκαν εκτεταμένες εργασίες συντήρησης, βαθμονόμησης και έλεγχου ορθής λειτουργίας του συστήματος καθώς το H2S αποτελεί ένα ιδιαίτερα διαβρωτικό και επικίνδυνο αέριο (σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, ήτοι <50 ppm προκαλεί ερεθισμό στα μάτια και <1000 είναι θανατηφόρο). Είναι προφανές ότι λόγω της υψηλής επικινδυνότητας διεξαγωγής των πειραμάτων λαμβάνονται πολύ αυστηρά μέτρα προστασίας των ερευνητών. Για παράδειγμα, τα πειράματα διεξάγονται σε ειδικά διαμορφωμένο χώρο, απομονωμένο από το υπόλοιπο ερευνητικό προσωπικό με πλήρη εξοπλισμό ατομικής προστασίας (γάντια, γυαλιά, μάσκα προστασίας και ανιχνευτή συγκέντρωσης H2S). Στη παρούσα μελέτη, ένα εμπορικό μοριακό κόσκινο χρησιμοποιήθηκε για την απομάκρυνση H2S από αέρια μίγματα. Η επίδραση της θερμοκρασίας, της συγκέντρωσης H2S στην είσοδο, το αέριο μίγμα εισόδου και οι κύκλοι προσρόφησης/εκρόφησης, διερευνήθηκαν. Οι κινητικές και θερμοδυναμικές παράμετροι επίσης ερευνήθηκαν. Τα βασικά συμπεράσματα συνοψίζονται στα εξής: Αύξηση της θερμοκρασίας έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της ικανότητας προσρόφησης του H2S, υποδεικνύοντας ότι τα μόρια H2S φυσιοροφούνται. Υψηλές συγκεντρώσεις H2S στην είσοδο οδηγούν στη μείωση του σημείου διάσπασης, το οποίο λογικά οφείλεται στην αποτελεσματική μείωση της διάχυσης των πόρων με την αύξηση της αρχικής συγκέντρωσης του H2S. Η αύξηση της συγκέντρωσης του CO2 επηρεάζει αρνητικά την ικανότητα δέσμευσης H2S καθώς αρκετές ενεργές θέσεις του προσροφητή καταλαμβάνονται από αυτό το μη-πολικό όξινο αέριο. Ωστόσο, η πρόσληψη H2S παρέμεινε σχετικά υψηλή, δείχνοντας ότι το μοριακό κόσκινο μπορεί να αποτελέσει μια εναλλακτική επιλογή για απομάκρυνση του H2S. Η μελέτη αναγεννησιμότητας έδειξε ότι αντίστροφη προσρόφηση επιτυγχάνεται, έτσι το μοριακό κόσκινο μπορεί επιτυχώς να επαναχρησιμοποιηθεί, για τουλάχιστον τρείς κύκλους. Η διεργασία της αποθείωσης με εμπορικό μοριακό κόσκινο ακολουθεί το μοντέλο Bangham και διάχυση στους πόρους αποτελεί το βήμα ελέγχου της διεργασίας της προσρόφησης. Η θερμοδυναμική μελέτη αποκάλυψε ότι, η διεργασία αποθείωσης με εμπορικό μοριακό κόσκινο είναι μια αυθόρμητη και εξώθερμη διεργασία, και επίσης ότι η φυσική προσρόφηση, είναι ο κυρίαρχος μηχανισμός προσρόφησης.
    • In the work presented herein, a joint experimental and theoretical approach has been carried out to obtain an insight into the desulfurization performance of an industrial molecular sieve (IMS), resembling a zeolitic structure with a morphology of cubic crystallites and a high surface area of 590 m2 g–1, with a view to removing H2S from biogas. The impact of temperature, H2S inlet concentration, gas matrix, and regeneration cycles on the desulfurization performance of the IMS was thoroughly probed. The sorption kinetics, and thermodynamics were also examined. Experimental results showed that the relationship between H2S uptake and temperature increase was inversely proportional. Higher H2S initial concentrations led to lower breakpoints. The presence of CO2 negatively affected the desulfurization performance. The IMS was fully regenerated after 15 adsorption/desorption cycles. Pore diffusion was the controlling step of the process (Bangham model. Finally, the thermodynamic studies confirmed that physisorption predominated.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.