Kimyasal proseslerde oluşan H2S'ün yenilenebilir adsorbentler ile tutulması
Sorption of H2S formed in chemical processes by regenerable adsorbents
- Tez No: 114912
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLŞEN DOĞU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Bakır Esaslı Sorbentler, Yüksek Sıcaklık Desülfürizasyonu, H2S Uzaklaştırılması, Hidrojen sülfür, Kükürt giderme, Sorbentler, Yüksek sıcaklık, Copper Based Sorbents, Hot-Gas Desulfurization, H2S Removal Page Number : 271 Adviser : Prof.Dr. Gülsen DO?U-Doç.Dr.îrfan AR, Hydrogen sulfide, Desulfurization, Sorbents, High temperature
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
KİMYASAL PROSESLERDE OLUŞAN H2S'ÜN YENİLENEBİLİR ADSORBENTLER İLE TUTULMASI (Doktora Tezi) Sena Yaşyerli GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Eylül 2001 ÖZET H2S gazı petrol arıtım tesislerinde, doğal gaz ve kömür gazlaştırma proseslerinde yan ürün olarak açığa çıkmaktadır. Proses ekipmanları için korozif, insan sağlığı için toksik özelliklerinden dolayı ayrıca asit yağmurlarına neden olabilen bu gazın çevreye vereceği zararları önlemek için de bulunduğu prosesden güvenilir bir şekilde uzaklaştırılması gerekmektedir. H2S'ün olumsuz etkilerinin yanısıra, kükürt endüstrisinde H2S'den kazanılan kükürt ekonomik olarak önemlidir. Bu çalışmada kömürün gazlaştırılması sırasında oluşan H2S'ün uzaklaştırılması için sorbent geliştirilmesi ve metal oksit sorbentler ile H2S gazı arasında meydana gelen reaksiyonlar araştırılmıştır. Çalışmada CuO, Cu-V-O, Cu-Mo-0 ve Cu-V-Mo-0 sorbentleri sentez edilmiş ve Batı Anadolu bölgesinden alman klinoptilolit H2S gaz adsorpsiyonu için önişlemden geçirilmiştir. Sorbentlerin fiziksel özellikleri karakterizasyon çalışması ile belirlenmiştir. Desülfürizasyon deneyleri inert (300-700°C) ve indirgen (600-700°C) ortamlarda dolgulu kolonda yürütülmüştür. Ayrıca düşük sıcaklıkta (<450°C) H2S oksidasyonunda Cu-V-0 ve Cu-V-Mo-O'in katalizör özelliği araştırılmıştır. Yüksek sıcaklık inert ve indirgen ortamlar için metal oksit ve H2S gazı arasında meydana gelen katalitik olmayan gaz-katı reaksiyonları için mekanizmalar önerilmiştir. Her iki ortam için mekanizmalar ile deneysel sonuçlarkarşılaştırıldığında, CuO ve Cu-V-0 sorbentlerinin tamamının sülfıdasyona katıldığı görülmüştür. CuO sorbentinin 600°C sıcaklıkta inert ortamda yapılan sülfidasyonunda kükürt tutma kapasitesi 0,21 g S/g CuO sorbent olarak belirlenmiştir. Ancak her iki ortam için Cu-Mo-0 sorbentinde önerilen mekanizmalara göre, sülfidasyon sonunda bir miktar Mo02 kaldığı görülmektedir. Çalışmada dolgulu kolonda gerçekleştirilen katalitik olmayan gaz- katı reaksiyonlarının hız parametrelerinin bulunabilmesi amacıyla deaktivasyon modeli geliştirilmiştir. Deaktivasyon modeli ile reaksiyon hız parametreleri, başlangıçtaki reaksiyon hız sabiti ko ve deaktivasyon hız sabiti kd, belirlenmiştir. İnert ortamda farklı sıcaklıklarda yapılan sülfidasyonlarda reaksiyon hız parametreleri sıcaklık artışıyla beraber büyümektedir. Bütün sorbentler için indirgen ortamda hesaplanan başlangıçtaki reaksiyon hız sabiti inert ortama göre düşük bulunmuştur. Bu azalışın sebebi indirgen ortamda metal oksitlerin indirgenme hızının artarak aktivitesinde düşüş olması ile açıklanmıştır. İndirgen ortamda karışım metal oksitler ile sülfidasyon sırasmda S02 oluşumu, karışım metal oksitlerde indirgenmenin saf CuO 'e göre daha az olduğu şeklinde değerlendirilmiştir. Cu-V-0 ve Cu-V-Mo-0 ile H2S gazı oksidasyonunda besleme akımında %302 konsantrasyonunun olduğu durumda reaktör çıkışında sadece S02 ve H20 görülmüştür. Oysa besleme akımında düşük oksijen konsantrasyonlarında (<%102 ) reaktör çıkışında elementel kükürt birikimleri gözlemlenmiştir. H2S gazı oksidasyonu için Cu-V-Mo-0 katalizörü Cu-V-O'e göre iyi aktivite göstermiştir. Bilim Kodu : 6001009
Özet (Çeviri)
in SORPTION OF H2S FORMED IN CHEMICAL PROCESSES BY REGENERABLE ADSORBENTS (Ph.D.Thesis) Sena Yaşyerli GAZI UNIVERSITY INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY September 2001 ABSTRACT H2S is produced as a byproduct in petroleum refining plants, natural gas and coal gasification processes. It is necessary to eliminate H2S from outlet streams of these processes because it is toxic to human health, highly corrosive for process equipment and also results in acid rain. In spite of its adverse effects, sulfur obtained from H2S in the sulfur industry has economical significance. In this study, the development of novel sorbents for the removal of H2S that forms during the coal gasification and reactions between H2S and metal oxide sorbents used during desulfurization were investigated. CuO, Cu-V-O, Cu-Mo-0 and Cu-V-Mo-O sorbents were synthesized and also the local clinoptilolite, from the western part of Anatolia, was subjected to a pretreatment procedure before being used in H2S adsorption. Physical properties of all sorbents were determined using common characterization techniques. Desulfurization experiments were carried out using a fixed-bed flow reactor operated under inert and reducing atmosphere, between 300-700°C and between 600-700°C, respectively. Catalytic activities of Cu-V-0 and Cu-V-Mo-0 oxides for H2S oxidation were also studied at low temperatures (<450 °C). Besides, non- catalytic gas solid reaction mechanisms, occurring between metal oxide and H2S,IV were proposed for inert and reducing conditions at high temperatures. When the results suggested by the proposed mechanisms and the experimental ones were compared, it was seen that whole of the CuO and Cu-V-0 were contribute to the sulfidation reaction in both inert and reducing atmospheres. The sulfur capture capacity of the CuO sorbent was determined 0,21 g S/g CuO in the sulfidation at 600°C under inert conditions. But according to the proposed mechanisms for the Cu- Mo-0 sorbent, some amount of unreacted Mo02 remain after the sulfidation in both cases. Deactivation model was developed in order to find out the rate parameters of the non-catalytic gas-solid reactions carried out in a packed column. By using deactivation model, reaction rate parameters such as initial reaction rate constant, ko and deactivation rate constant kd were determined. Reaction rate parameters of the sulfidation reaction performed in inert atmosphere at different temperatures, increase with the increasing temperatures. Values of initial reaction rate constant evaluated for reducing conditions were found smaller than those for the inert conditions for all sorbents. Reason of decrease in the values of the initial reaction rate was explained by the increase in the reduction rate of the metal oxides and consequent decrease in their activities in the reducing atmosphere. Formation of S02 during the sulfidation in the presence of mixed metal oxides in the reducing atmosphere was concluded as the reduction in mixed metal oxides is less than the one in pure CuO. In the oxidation of H2S in the presence of Cu-V-0 and Cu-V-Mo-0 with the feed stream containing 3%02, only S02 and H20 were found in the reactor outlet stream. On the other hand in the cases of low oxygen concentrations (<1% 02), elemental sulfur deposition was observed at the reactor outlet. The catalytic activity of Cu-V-Mo-0 oxide in the oxidation of H2S was better than that of Cu-V-0 oxide. Science Code : 6001009
Benzer Tezler
- Bitkisel yağların seçimli hidrogenasyonunda bazı etkenlerin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
ERDOĞAN ALEMDAR
Doktora
Türkçe
1986
Kimya Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiKimyasal Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUALLA TUĞTEPE
- Çeşitli katkı maddelerinin yaş baca gazı desülfürizasyon sistemine etkileri
Effect of different additives on wet flue gas desulphurization
GÖKÇEN ALEV ALTUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL ERSOY MERİÇBOYU
- Tekstil boyama atıksularının arıtılabilirliği
Başlık çevirisi yok
BURCU SOYHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATOŞ GERMİRLİ BABUNA
- Sigara fabrikalarında havalandırma prosesinin incelenmesi
Research of ventilating process cigarette factories
M. DENİZ GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DOĞAN ÖZGÜR
- Ardışık kesikli reaktörlerde biyolojik aşırı fosfor giderimi üzerine oksitlenmiş atotun etkisi
Başlık çevirisi yok
NEVİN ÖZGÜR