Aktif karbon dolgulu sızıntılı akış reaktöründe kükürtdioksidin (SO`) giderilmesi

Abstract

Literatürde son 20 yıldan beri sızıntılı akış reaktörü (SAR) 'nde kükürtdioksit (SO2) 'in giderilmesi konusunda çalışmalar yoğunluk kazanmıştır. Bu çalışmada aktif karbon dolgulu laboratuvar ölçekli SAR 'nde damıtık su ve %1.7 (v/v) SO2 içeren hava kullanılarak, değişik gaz ve sıvı akış hızlarında SO2 giderme derecesi araştırılmıştır. S02'den sülfürik asit elde edilmiştir. SAR (gaz-sıvı-katı/katalitik tepkime sistemi), atmosferik basınç ve izotermal koşullarda (20±2 °C) işletilmiştir. Reaktör gövdesi pyrex cam malzemeden yapılmış olup, kolon çapı 4.7 cm, aktif karbon dolgu yüksekliği 15 cm 'dir. Deneysel çalışmalarda kullanılan gaz akış hızı 10-27 cm3 /s ve sıvı akış hızı 1-7 cm3 /s aralığında değiştirilmiştir. SAR giriş ve çıkışından alınan gaz karışımı şartlandırma biriminden (M&C Products, Ratingen/ALMANYA) geçirilerek, gaz analiz cihazlarına (MER 9000, emission /FRANSAve MSI 5600, Schwerte/ALMANYA) verilmiş ve SO2 derişimi izlenmiştir. Yatışkın koşullarda reaktör çıkışından alınan sıvı fazda sülfit ve sülfat derişimleri iyon seçimli otomatik titratör (ORION 960, Boston/USA) ile belirlenmiştir. SO2 giderme verimi açısından gaz tarafı dönüşüm oranı % 40-99 aralığındadır. Bu çalışmanın deneysel sonuçları ve modeli diğer çalışmaların deneysel sonuçlan ve modelleri ile karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırma sonucunda çalışmadan elde edilen değerler literatürle uyumlu bulunmuştur. Anahtar kelimeler: SO2 oksidasyonu, aktif karbon, sızıntılı akış reaktörü, SO2 kirliliği, heterojen gaz-sıvı-katı / katalitik tepkime sistemi

Last two decades, studies have been concentrated on the sulfurdioxide (SO2) removal by using Trickle Bed Reactor (TBR). In this research, degree of SO2 removal in the laboratory scale TBR filled with active carbon was studied at different gas and liquid flow rates by using distilled water and air including 1.7 Vol. % SO2. Sulfuric acid was obtained from SO2. TBR (gas-liquid-solid / catalytic reaction system) was operated at atmospheric pressure and isothermal conditions (20 ± 2°C). Material of the reactor body was Pyrex glass. Diameter of the column was 4.7 cm. And the height of the active carbon filling was 15 cm. During the studies, gas flow rates and liquid flow rates were changed from 10 to 27 3 3 cm /s and 1 to 7 cm /s, subsequently. Gas mixtures taken from the entrance and the exit parts of the TBR were firstly passed from the conditioning unit (M&C Products,Ratingen / GERMANY), then entered to the gas analysis devices (MIR 9000, emission / FRANCE and MSI 5600, Schwerte / GERMANY) to monitor the SO2 concentration. Samples taken from the exit of the reactor at the equilibrium conditions were analyzed to determine the sulfite and sulfate concentrations in the liquid phase by using ion selective automatic titrator (ORION 960, Boston / USA). Sulphur dioxide removal efficiency was found in the range of 40-99%. Experimental results and model of this study were compared with the experimental results and models of other studies. By this comparison, it was observed that the results of this study are harmonious with the literature. Key Words: SO2 oxidation, activated carbon, trickle bed reactor, SO2 pollution, heterogeneous gas-liquid-solid / catalytic reaction system