بررسی عملکرد جاذب سولفید مس بارگذاری شده روی آلومینای فعال برای جذب جیوه از جریان گاز طبیعی شبیه سازی شده

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده توسعه فناوری کاتالیست، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران

چکیده

گاز طبیعی، تعدادی از جریان‌های خوراک پالایشگاهی و پتروشیمی دارای مقدار کمی از جیوه می‌باشند و این عنصر برای انسان، محیط‌زیست و تجهیزات فرآیندی مورد استفاده در صنایع مذکور بسیار خطرناک می­باشد. در این مطالعه عملکرد جذب جیوه عنصری از گاز طبیعی شبیه سازی شده بوسیله جاذب‌های سولفید مس بارگذاری شده روی آلومینای فعال (Activated Alumina) بررسی شده است. در این تحقیق، جاذب‌های سنتز شده با استفاده از روش‌های آزمایش پراش اشعه ایکس ((XRD، اندازه گیری سطح ویژه (BET)، تصویربرداری میکروسکوپ الکترونی (TEM)، آزمایش اندازه گیری و شناسایی عناصر(XRF) و آزمایش کربن/گوگرد LECO ارزیابی شده‌اند. در اینجا گاز طبیعی شبیه‌سازی شده بوسیله تبخیر مایع جیوه که درون یک اشباع کننده(Saturator) شیشه‌ای است، در دمای 60 درجه سلسیوس به درون نیتروژن خالص بدست می آید. در ابتدا جاذب‌های سنتز شده در یک راکتور بستر ثابت (Fixed Bed)، با استفاده از جریان رقیق شده هیدروژن سولفید در دمای 285 درجه سلسیوس، سولفیده شده و سپس در معرض گاز طبیعی شبیه‌ سازی شده در فشار اتمسفریک و دمای 60 درجه سلسیوس با دبی 220 میلی لیتر بر دقیقه قرار می‌گیرد. خصوصیت سنجی جاذبها نشان داده است که جاذب بهینه دارای حفرات بزرگتر و بطور معمول دارای ظرفیت جذب بالاتری نسبت به جاذب دیگر است. آزمایشات نشان داده است که جاذب بهینه در انتها تا حدود 19 درصد از جیوه در مقایسه با وزن جاذب، از جریان گاز حذف می کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

[1] Li Y., Yu J., Liu Y., Huang R., Wang Z., Zhao Y., A Review on Removal of Mercury from Flue Gas Utilizing Existing Air Pollutant Control Devices (APCDs), Journal of Hazardous Materials, 427: 128132 (2022).
[2] Chalkidis A., Jampaiah D., Hartley P.G., Sabri Y.M., Bhargava S.K., Mercury in Natural Gas Streams: A Review of Materials and Processes for Abatement and Remediation, Journal of Hazardous Materials, 382: 121036 (2020).
[3] Sun H., Zhao S., Ma Y., Wu J., Liang P., Yang D., Zhang H., Effective and Regenerable Ag/4A Zeolite Nanocomposite for Hg0 Removal from Natural Gas, Journal of Alloys and Compounds, 762: 520-527 (2018).
[4] Zhang H., Zhang D., Chen S., Li M., Liang P., Nanoconfinement of Ag Nanoparticles Inside Mesoporous Channels of MCM-41 Molecule Sieve as a Regenerable and H2O Resistance Sorbent for Hg0 Removal in Natural Gas, Chemical Engineering Journal, 361: 139-147 (2019).
[5] Zhang Z., Wu J., Li B., Xu H., Liu D., Removal of Elemental Mercury from Simulated Flue Gas by ZSM-5 Modified with Mn-Fe Mixed Oxides, Chemical Engineering Journal, 375: 121946 (2019).
[6] Rastelli H., Gorawara J.K., Simonetti D.A., Process for the Removal of Mercury from Hydrocarbon Streams Containing Oxygen, US9670422B2 (2017).
]7 [ولدخانی ا.، کارگشا ک.، امینی م.ح.، ساخت ابزارهای گیراندازی اتم، تولید کننده بخار سرد اتمی و تولید کننده هیدرید در اسپکترومتر جذب اتمی شعله ای و اندازه گیری کادمیم، جیوه و آرسنیک با حساسیت بالاتر، نشریه شیمی و مهندسی شیمی ایران، (3)31: 1 تا 7 (1391).
[8] Eckersely N., Advanced Mercury Removal Technologies, Hydrocarbon Processing, (2010).
[9] Ralston, N., Nano-Selenium Captures Mercury, Nature Nanotechnology, 3: 527–528 (2008).
[10] Hamzehlouyan T., Sampara C., Li J., Kumar A., Epling W., Experimental and Kinetic Study of SO2 Oxidation on a Pt/γ-Al2O3 Catalyst, Applied Catalysis B, 152–153: 108–116 (2014).
[11] Zhou Q., Duan Y-F., Hong Y-G., Zhu C., She M., Zhang J., Wei H-Q., Experimental and Kinetic Studies of Gas-Phase Mercury Adsorption by Raw and Bromine Modified Activated Carbon, Fuel Processing Technology, 134: 325–332 (2015).
[12] Zou S., Liao Y., Xiong S., Huang N., Geng Y., Yang S., H2S-Modified Fe-Ti Spinel: A Recyclable Magnetic Sorbent for Recovering Gaseous Elemental Mercury from Flue Gas as a Co-Benefit of Wet Electrostatic Precipitators, Environmental Science & Technology, 51(6): 3426–3434 (2017).
[13] Yang S., Liu C., Liu Z., Yang B., Xiang K., Zhang C., Liu H., Chai L., High Catalytic Activity and SO2-Poisoning Resistance of Pd/CuCl2/γ-Al2O3 Catalyst for Elemental Mercury Oxidation, Catalysis Communications, 105: 1–5 (2018).
[14] Liu W., Vidic R.D., Brown T.D., Impact of Flue Gas Conditions on Mercury Uptake by Sulfur-Impregnated Activated Carbon, Environmental Science & Technology, 34: 154–159 (2000).
[15] Li H., Zhu L., Wang J., Li L., Shih K., Development of Nano-Sulfide Sorbent for Efficient Removal of Elemental Mercury from Coal Combustion Fuel Gas, Environmental Science & Technology, 50: 9551–9557 (2016).
[16] Li H., Zhu L., Wang J., Li L., Lee P.H., Feng Y., Shih K., Effect of Nitrogen Oxides on Elemental Mercury Removal by Nanosized Mineral Sulfide, Environmental Science & Technology, 51: 8530–8536 (2017).
[17] Li F., Wu J., Qin Q., Li Z., Huang X., Controllable Synthesis, Optical and Photocatalytic Properties of CuS Nanomaterials with Hierarchical Structures, Powder Technology, 198: 267–274 (2010).
[18] Liu W., Xua H., Liao Y., Quan Z., Li S., Zhao S., Qu Z., Yan N., Recyclable CuS Sorbent with Large Mercury Adsorption Capacity in the Presence of SO2 from Non-Ferrous Metal Smelting Flue Gas, Fuel, 235: 847–854 (2019).
[19] Musmarra D., Karatza D., Lancia A., Prisciandaro M., Mazziotti di Celso G., A Comparison among Different Sorbents for Mercury Adsorption from Flue Gas, Chemical Engineering Transactions, 43: 2461-2466 (2015).
[20] Karatza D., Lancia A., Musmarra D., Zucchini C., Study of Mercury Absorption and Desorption on Sulfur Impregnated Carbon, Experimental Thermal and Fluid Science, 21: 150-155 (2000).
[21] Sotomayor F., Cychosz K.A., Thommes M., Characterization of Micro/Mesoporous Materials by Physisorption: Concepts and Case Studies, Accounts of Materials & Surface Research, 3: 34-50 (2018).
[22] Leyva-Ramos R., Medellin-Castillo N.A., Jacobo-Azuara A., Mendoza-Barron J., Landin-Rodriguez L.E., Martinez-Rosales J.M., Aragon-Piña A., Fluorine Removal from Water Solution by Adsorption on Activated Alumina Prepared from Pseduo-Boehmite, Journal of Environmental Engineering and Management, 18: 301-309 (2008).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار