Kalsine manyezitin sulu ortamda CO2 ile çözündürülmesine ultrases enerjisinin etkisi

Abstract

ÖZET Y. Lisans Tezi KALSİNE MANYEZİTİN SULU ORTAMDA C02 İLE ÇÖZÜNDÜRÜLMESİNE ULTRASES ENERJİSİNİN ETKİSİ A.Kadir MESCİ Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç.Dr. Fatih SEVİM Son zamanlarda ultrases enerjisinin kullanımı gittikçe artmaktadır. Ultrasonik prosesin anlamı sıvıların genellikle de suyun, yüksek frekansta, çok iyi bir karıştırma yapmak ve çok kuvvetli kimyasal reaksiyonlar üretmek ve fiziksel işlemleri gerçekleştirmek için çok şiddetli bir sesle tahrip edilmesidir. Bunu da sıvı içindeki milyarlarca mikroskobik kabarcığın çökmesi sonucu olarak kavitasyon olayı ile yapar. Ultrases, katı reaktan ya da katalizör yüzeyinin yenilenmesi, çözünmeyi hızlandırma ve reaktanlar arasındaki yüzey alanım artırmak gibi pek çok yararlı etkiye sahiptir. Bu çalışmada, Erzurum-Pasinler'den temin edilen manyezitin (MgCO3) kalsinasyon işlemine tabi tutulması sonucu elde edilen kalsine manyezitin sulu ortamda CO2 ile çözündürülmesine ultrases enerjisinin etkisi incelenmiştir. Böylece ultrases enerjisi kullanılarak kalsine manyezit dönüşümünün artırılması amaçlanmıştır. Denemelerde tane boyutu, sıcaklık, katı/sıvı oranı ve ultrases enerjisi amplitüt hızı parametre olarak seçilmiştir. Çalışma sonuçlarına göre dönüşüm kesrinin; reaksiyon sıcaklığının ve ultrases enerjisi amplitüt hızının artması ile arttığı, fakat tane boyutunun ve katı/sıvı oranının artması ile azaldığı tesbit edilmiştir. Dönüşüm reaksiyonunun, MgOoo + 2C02(g) + H20(s) >Mg+2(aq) + 2HCO`3(aq) şeklinde olduğu, ve reaksiyon hızının homojen ve 1. mertebeden olduğu tesbit edilmiştir. Reaksiyonun aktivasyon enerjisi 17.5 kJ/mol olarak hesaplanmış ve ultrases enerjisi reaksiyonun aktivasyon enerjisine etki etmediği fakat Arhenius eşitliğindeki `A` faktörünü artırdığı görülmüştür. Sonuçta, aşağıda verilen çözünme denklemi elde edilmiştir., (Rf2*(K/Sr(-Ml-XA)) (o.l586(l + 0.01587JF)1V2100/r ) 2003, 75 sayfa Anahtar Kelimeler: MgCÛ3, ultrases, ultrases etkisi, kavitasyon, çözünme, kinetik i

ABSTRACT MS EFFECT OF ULTRASOUND ON THE DISSOLUTION KINETICS OF CALCINE MAGNESITE IN AQUEOUS C02 A.KadirMESCİ Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Asst. Prof. Dr. Fatih SEVİM The usage of ultrasound has been commonly in the recent years. Ultrasonic processing means blasting liquids, usually water, with very intense sound at high frequency, producing very good mixing powerful chemical and physical reactions. This process is caused by cavitation which forms from the collapse of zillions of microscopic bubbles in the liquid. Ultrasound may have a number of beneficial effects on chemical reactivity, such as increasing the surface area between the reactants, accelerating dissolution, renewing the surface of a solid reactant or catalyst. This paper deals with the investigation of the effect of ultrasonic energy on the kinetics of the dissolution of calcine magnesite from Erzurum- Pasinler in aqueous CO2. So it is purposed to increase the conversion fraction of calcine magnesite. The particle size, reaction temperature, solid/liquid ratio and amplitude of ultrasound power was choosen as paremeters. According to the results of the study, it was observed that, increase of reaction temperature and amplitude of ultrasound power increased the conversion fraction, but the increase of particle size and solid/liquid ratio decreased the conversion fraction. It has been considered that the conversion reaction as follows MgO(k) + 2C02(g) + H20(s) >Mg+2(aq) + 2HCO-3(aq) The reaction is homogeneous and first order reaction. The activation energy equal to 17.5 U/mol in both cases. The effect of ultrasound is on the preexponential factor A, by enhancing primarly the collision of MgC03 with crystal lattice. Finally, the rate expression may be summarized as follows; (nyM(K/sr(-w-xA)) (o.l586(l + 0.01587JF)1V2100/r ) 2003, 75 pages Keywords: MgC03, ultrasound, effect of ultrasound, cavitation, dissolution, kinetics ii