حذف گاز هیدروژن سولفید به وسیله تولید درجای فرآت (VI) در محلول قلیایی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی شیمی، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

2 گروه شیمی، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، ایران

چکیده

پژوهش حاضر یک روش نوین برای حذف ترکیب­ های بودار در سامانه ­های اکسایش به روش گازشویی در محلول تولید درجای یون فرآت   است که در آن گاز هیدروژن سولفید به سرعت در محلول قلیایی جذب شده و به سرعت به ­وسیله یون فرآت که به روش الکتروشیمیایی به ­طور درجا تولید شده است اکسید می‌شود. تولید یون فرآت در محلول قلیایی (NaOH) مورد بررسی قرار گرفت و نتیجه ­ها نشان داد دمای بهینه تولید یون فرآت در غلظت 14 مولار محلول الکترولیت، دمای 50 درجه سلسیوس و افزایش ولتاژ در محدوده 1 الی 10 ولت باعث تولید بیشتر این یون می‌شود. در بررسی تجزیه خود به خودی یون فرآت  مشخص شد در طول زمان 100 دقیقه %80  از یون آهن تولید شده تجزیه شده و افزایش دمای محلول از 23 تا 80  درجه سلسیوس منجر به تجزیه %57 از یون فرآت می‌شود. در بخش دوم این پژوهش، از یون فرآت تولید شده به ­طور درجا برای حذف هیدروژن سولفید استفاده شد. تغییرهای دما و غلظت محلول یون آهن و میزان جریان گاز دارای هیدروژن سولفید از محلول بر بازده حذف هیدروژن سولفید بررسی شد و مشخص شد دمای بهینه در حذف این ماده در شرایط آزمایش 50 درجه سلسیوس است. در افزایش غلظت یون آهن شش ظرفیتی از 6/0 تا 65/1 میلی‌گرم بر لیتر یون آهن ، %98 هیدروژن سولفید از گاز دارای آن حذف شد. همچنین در جریان گاز عبوری از محلول به میزان 1 لیتر بر دقیقه ، %95 هیدروژن سولفید موجود حذف شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Chou S., "Toxicological Profile for Hydrogen Sulfide", Public Health Service Agency for Toxic Substances and Disease Registry. Georgia USA(2004).
[2] Wiheeb A.D., Shamsudin I. K., Ahmad M. A., Murat M. N., Kim J., Othman M. R., Present Technologies for Hydrogen Sulfide Removal from Gaseous Mixtures, Rev. Chem. Eng., 29(6): 449–470 (2013).
[3] Chou C.H., Selene J., "World Health Organization & International Programme on Chemical Safety. Hydrogen Sulfide: Human Health Aspects". World Health Organization, Georgia USA(2003).
[4] Pourzolfaghar H., Mohd Halim, S. I., Izhar S., Review of H2S Sorbents at Low-Temperature Desulfurization of Biogas,  International Journal of Chemical and Environmental Engineering, 5(1): 22-28 (2014).
[5] Sánchez J. M., Ruiz E., Otero J., Selective Removal of Hydrogen Sulfide from Gaseous Streams Using a Zinc-Based Sorbent, Ind. Eng. Chem. Res., 44(2): 241–249 (2005).
[6] Ikeda H., Asaba H., Takeuchi Y.,  Removal of H2S, CH3SH and (CH3)3N from Air by use of Chemically Treated Activated Carbon, J. Chem. Eng. Jap., 21(1): 91-97 (1988).
[7] Kasperczyk D., Urbaniec K., Barbusinski K., Rene E. R.,  Colmenares-Quintero R. F., Application of a Compact Trickle-Bed Bioreactor for the Removal of Odor and Volatile Organic Compounds Emitted from a Wastewater Treatment Plant, Journal of Environmental Management, 236: 413-419 (2019).
[8] Gabriel D., Deshusses M. A., Retrofitting Existing Chemical Scrubbers to Biotrickling Filters for H2S Emission Control, PNAS, 100(11): 6308–6312 (2003).
[9] Chu H., Lee W., Horng K., Tseng T.K., The Catalytic Incineration of (CH3)2S and its Mixture with CH3SH Over a Pt/Al2O3 Catalyst, Journal of Hazardous Materials, 82(1): 43-53 (2001).
[10] Do J., Chen C.-P., In Situ Oxidative Degradation of Formaldehyde with Electrogenerated Hydrogen Peroxide, J. Electrochem. Soc. 140(6):1632 (1993)
[11] Kao C.M., Huang K. D., Wang J. Y., Chen T. Y., Chien H. Y., Application of Potassium Permanganate as an Oxidant for in Situ Oxidation of Trichloroethylene-Contaminated Groundwater: A Laboratory and Kinetics Study, J. Hazard. Mater, 153(3): 919–927(2008).
[12] Saravanathamizhan R., Soloman P.A., Balasubramanian N., Ahmed-Basha C., Optimization of In-Situ Electro-Oxidation of Formaldehyde by the Response Surface Method, Chemical and Biochemical Engineering Quarterly, 22(2): 213-220 (2008).
[13] Sharma V. K., Oxidation of Inorganic Contaminants by Ferrates (VI, V, and IV)-Kinetics and Mechanisms: A Review, J. Environ. Manage., 92(4): 1051–1073 (2011).
[14] Jiang Y., Goodwill J.E., Tobiason J.E., Reckhow D.A., Effect of Different Solutes, Natural Organic Matter, and Particulate Fe(III) on Ferrate(VI) Decomposition in Aqueous Solutions, Environ. Sci. Technol., 49(5): 2841–2848 (2015).
[15] Han Q., Wang H., Dong W., Liu T., Yin Y., Fan H., Degradation of Bisphenol A by Ferrate(VI) Oxidation: Kinetics, Products and Toxicity Assessment, Chem. Eng. J., 262: 34–40 (2015).
[16] Sharma V.K., Luther G.W., Millero F.J., Mechanisms of Oxidation of Organosulfur Compounds by Ferrate(VI), Chemosphere, 82(8): 1083–1089 (2011).
[17] Stanford C., Jiang J.-Q., Alsheyab M., Electrochemical Production of Ferrate (Iron VI): Application to the Wastewater Treatment on a Laboratory Scale and Comparison with Iron (III) Coagulant, Water, Air, Soil Pollut., 209(1–4): 483–488 (2010).
[18] Licht S., Yu X., Electrochemical Alkaline Fe(VI) Water Purification and Remediation, Environ. Sci. Technol., 39(20): 8071–8076 (2005).
[19] Yan X., Sun J., Kenjiahan A., Dai X., Ni B.-J., Yuan Z., Rapid and Strong Biocidal Effect of Ferrate on Sulfidogenic and Methanogenic Sewer Biofilms, Water Research, 169: 115208 (2020).
[20] Xia D., He C., Zhu L., Huang Y., Dong H., Su M., Abou Asi M., Bian D., A Novel Wet-Scrubbing Process Using Fe(vi) for Simultaneous Removal of SO2 and NO, J. Environ. Monit., 13(4): 864–870 (2011).
[21] Yu X., Licht S., Advances in Electrochemical Fe(VI) Synthesis and Analysis, J. Appl. Electrochem., 38(6): 731–742 (2008).
[22] Luo Z., Strouse M., Jiang J.-Q., Sharma V.K., Methodologies for the Analytical Determination of Ferrate(VI): A Review, J. Environ. Sci. Heal. Part A, 46(5): 453–460 (2011).
[23] Mácová Z., Bouzek K., Híveš J., Sharma V.K., Terryn R.T., Baum J.C., Research Progress in the Electrochemical Synthesis of Ferrate(VI), Electrochim. Acta, 54(10): 2673–2683 (2009).
[24 Sharma V.K., Oxidation of Nitrogen-Containing Pollutants by Novel Ferrate(VI) Technology: A Review, J. Environ. Sci. Heal. Part A, 45(6): 645–667 (2010).
[25] Sharma V.K., Cabelli D., Reduction of Oxyiron(V) by Sulfite and Thiosulfate in Aqueous Solution, J. Phys. Chem. A, 113(31): 8901–8906 (2009).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار