Penghapusan hidrogen sulfida (H2S) dari gas oven kokas dengan penyerapan oksidatif Penghapusan hidrogen sulfida (H2S) dari gas oven kokas dengan penyerapan oksidatif katalitik di rotating packed bed.
katalitik di rotating packed bed. Abstrak
Abstrak
Kekurangan batubara coking sulfur rendah akan menghasilkan hidrogen sulfida
Kekurangan batubara coking sulfur rendah akan menghasilkan hidrogen sulfida (H2S) yang(H2S) yang semakin tinggi dalam gas oven coke (COG) dalam
semakin tinggi dalam gas oven coke (COG) dalam waktu dekat. Pekerjaan ini menyelidikiwaktu dekat. Pekerjaan ini menyelidiki pemindahan
pemindahan hidrogen sulfida (H2Shidrogen sulfida (H2S) dari gas oven ko) dari gas oven kokas simulasi (COG) dkas simulasi (COG) dengan penyengan penyerapanerapan oksidatif katalitik di
oksidatif katalitik di Rotating Packed Bed (RPB). Larutan natrium karbonat (Na2CO3) yangRotating Packed Bed (RPB). Larutan natrium karbonat (Na2CO3) yang didoping dengan 20 mg L
didoping dengan 20 mg L-1-1 katalis komersial '888' katalis komersial '888' digunakan sebagadigunakan sebagai penyerap. Efisiensii penyerap. Efisiensi
pelepasan
pelepasan H2S dievaluasi dalaH2S dievaluasi dalam berbagai konm berbagai kondisi operasi termasdisi operasi termasuk kecepatan rouk kecepatan rotasi rasiotasi rasio RPB (N), rasio gas cair (L /
RPB (N), rasio gas cair (L / G), konsentrasi H2S inlet (cH2 S; in), tG), konsentrasi H2S inlet (cH2 S; in), tempera-ture (T) danempera-ture (T) dan Na2CO3 (cNa2
Na2CO3 (cNa2 CO3) dalam upayCO3) dalam upaya untuk mengoa untuk mengoptimalkan kondisinyptimalkan kondisinya. Hasilnya da. Hasilnya dipalsukanipalsukan dengan perbandingan denga
dengan perbandingan dengan percobaan terpisah yang dilakukan n percobaan terpisah yang dilakukan di packed column di packed column yangyang terdiri dari kemasan laboratorium bertekanan tinggi Dixon.
terdiri dari kemasan laboratorium bertekanan tinggi Dixon. Hasil perbandingan menunjukkaHasil perbandingan menunjukkann bahwa RPB m
bahwa RPB menunjukkan efisieenunjukkan efisiensi penyisihan nsi penyisihan H2S yang lebih H2S yang lebih tinggi daripada kolotinggi daripada kolom yangm yang dikemas, yang mengindikasikanny
dikemas, yang mengindikasikannya sebagai kontaktor gas-cair a sebagai kontaktor gas-cair efisien dengan potensi lebihefisien dengan potensi lebih besar untuk me
besar untuk menghilangkan H2nghilangkan H2S dari COG.S dari COG.
1. Pendahuluan 1. Pendahuluan
Coke oven gas (COG) atau Gas
Coke oven gas (COG) atau Gas Oven Kokas, yang merupakan produk sampingan dari prosesOven Kokas, yang merupakan produk sampingan dari proses kokas, sangat dicari sebagai bahan bakar tungku suhu tinggi dan gas kota
kokas, sangat dicari sebagai bahan bakar tungku suhu tinggi dan gas kota oleh sektor energioleh sektor energi dalam upaya meningkatkan efisiensi energi dan meminimalkan emisi gas rumah kaca. (GHG) dalam upaya meningkatkan efisiensi energi dan meminimalkan emisi gas rumah kaca. (GHG) [1,2]. Dalam proses coking (kokas), sebagian besar sulfur dalam batubara menguap menjadi [1,2]. Dalam proses coking (kokas), sebagian besar sulfur dalam batubara menguap menjadi COG, dimana 95% sulfur ada dalam
COG, dimana 95% sulfur ada dalam bentuk H2S.bentuk H2S.
Karena populasi dan permintaan ekonomi yang terus berlanjut di seluruh
Karena populasi dan permintaan ekonomi yang terus berlanjut di seluruh dunia,dunia, kekuranga
kekurangan batubara kokas n batubara kokas rendah belerang mendorong produsen, terutama di rendah belerang mendorong produsen, terutama di negara-negaranegara-negara berkembang
berkembang seperti China yang seperti China yang kekurangan kekurangan batubara kokabatubara kokas sulfur rendah, untus sulfur rendah, untukk menggunaka
menggunakan batubara kokas campuran dari sulur rendah dan sulfur n batubara kokas campuran dari sulur rendah dan sulfur tinggi atau mungkintinggi atau mungkin langsung menggunak
langsung menggunakan batubara kokas sulfur an batubara kokas sulfur tinggi dalam waktu tinggi dalam waktu dekat, yang akibatnyadekat, yang akibatnya menghasilkan COG H2S tinggi. Kehadiran H2S yang besar di COG
menghasilkan COG H2S tinggi. Kehadiran H2S yang besar di COG mau tidak maumau tidak mau
membawa berbagai masalah seperti keracunan katalis dan korosi peralatan di industri serta membawa berbagai masalah seperti keracunan katalis dan korosi peralatan di industri serta membahaya
membahayakan lingkungan dan kan lingkungan dan kesehatan manusia Untuk menghindari kesehatan manusia Untuk menghindari masalah yangmasalah yang disebutkan di atas
disebutkan di atas yang terkait dengan penggunaan COG, Standar Eropa yang terkait dengan penggunaan COG, Standar Eropa menetapkan bahwamenetapkan bahwa H2S dalam COG harus dikurangi sampai tingkat yang kurang dari 0,5 g m
H2S dalam COG harus dikurangi sampai tingkat yang kurang dari 0,5 g m-3-3. Administrasi. Administrasi
Perlindungan Lingkungan Negara (SEPA) (pendahulu Kementerian Lingkungan Hidup) di Perlindungan Lingkungan Negara (SEPA) (pendahulu Kementerian Lingkungan Hidup) di China juga telah memberlakukan Industri Kokas Standard Produksi Bersih (HJ
China juga telah memberlakukan Industri Kokas Standard Produksi Bersih (HJ / T 126-/ T 126-2003), yang memerlukan kandungan H2S dalam COG harus kurang dari 20
2003), yang memerlukan kandungan H2S dalam COG harus kurang dari 20 mg mmg m-3-3 untuk gas untuk gas
kota dan 200 mg m
kota dan 200 mg m-3-3 untuk bahan bakar industri. untuk bahan bakar industri.
Peraturan yang lebih ketat
Peraturan yang lebih ketat diperkirakan akan diundangkan dan diberlakukan olehdiperkirakan akan diundangkan dan diberlakukan oleh pemerintah da
pemerintah dalam waktu dekat menglam waktu dekat mengingat meningkatnyingat meningkatnya polusi lingkungaa polusi lingkungan akibatn akibat penggunaa
penggunaan COG. Oleh karen COG. Oleh karena itu perlu untuk menna itu perlu untuk menghilangkan H2S ghilangkan H2S dari COG.dari COG.
Teknologi desulfurisasi tradisional, yang memanfaatkan amonia untuk penggosokan H2S Teknologi desulfurisasi tradisional, yang memanfaatkan amonia untuk penggosokan H2S diikuti oleh proses Klausa, adalah teknologi mapan di
diikuti oleh proses Klausa, adalah teknologi mapan di industri kokas. Namun, pendekatan iniindustri kokas. Namun, pendekatan ini terkait dengan beberapa masalah. Peralatan pengolahan gas ekor
terkait dengan beberapa masalah. Peralatan pengolahan gas ekor dibutuhkan untuk merawatdibutuhkan untuk merawat sekitar 3-5% senyawa sulfur yang dikeluarkan dari proses Klausa. Selain it
sekitar 3-5% senyawa sulfur yang dikeluarkan dari proses Klausa. Selain itu, kadar NH3u, kadar NH3 volatil yang tinggi dalam gas
volatil yang tinggi dalam gas asam dari unit generasi sebagian besar akan mengkonsumsiasam dari unit generasi sebagian besar akan mengkonsumsi oksigen untuk menghasilkan air, N2, dan NOx dalam unit
oksigen untuk menghasilkan air, N2, dan NOx dalam unit Klausa, yang menyebabkKlausa, yang menyebabkanan efisiensi penyisihan H2S yang rendah dan
efisiensi penyisihan H2S yang rendah dan menghasilkan kontaminan sekunder NOx. Selainmenghasilkan kontaminan sekunder NOx. Selain itu, sekitar 2% H2S
itu, sekitar 2% H2S yang tersisa dalam amonia akan menghasilkan emisi SO2 tambahanyang tersisa dalam amonia akan menghasilkan emisi SO2 tambahan karena proses pembakaran amonia mengikuti unit
Di antara teknologi desulfurisasi lainnya, proses oksidasi basah, yang memiliki efisiensi Di antara teknologi desulfurisasi lainnya, proses oksidasi basah, yang memiliki efisiensi desulfurisasi tinggi dan biaya
desulfurisasi tinggi dan biaya operasi yang rendah, dapat secara loperasi yang rendah, dapat secara langsung mengubah H2Sangsung mengubah H2S menjadi unsur belerang dengan kontrol
menjadi unsur belerang dengan kontrol pencampuran simultan dan reklamasi sumber pencampuran simultan dan reklamasi sumber daya.daya. Proses ini biasanya mengadopsi Na2CO3 dan NaOH sebagai sumber alkali, dan asam
Proses ini biasanya mengadopsi Na2CO3 dan NaOH sebagai sumber alkali, dan asam antrakuinon disulfonat (ADA), besi berkelat dan kobalt-phthalosianine sulfonate (PDS) antrakuinon disulfonat (ADA), besi berkelat dan kobalt-phthalosianine sulfonate (PDS) dinuclear sebagai katalis. Lebih banyak lagi,
dinuclear sebagai katalis. Lebih banyak lagi, solusinya dapat dengan mudah diregenerasisolusinya dapat dengan mudah diregenerasi melalui udara dan hampir tidak ada polutan
melalui udara dan hampir tidak ada polutan udara yang akan dihasilkan. Sebagaiudara yang akan dihasilkan. Sebagai pengembang
pengembangan katalis dengan katalis dengan toksisitas renan toksisitas rendah, kelarutan adah, kelarutan air yang tinggi dan suir yang tinggi dan sumber dayamber daya ramah lingkungan, potensi polusi
ramah lingkungan, potensi polusi yang dihasilkan dari regenerasi dan pembuangan limbahyang dihasilkan dari regenerasi dan pembuangan limbah dapat dikendalikan secara efisien. Katalis komersil '888', terutama terdiri d
dapat dikendalikan secara efisien. Katalis komersil '888', terutama terdiri dari tiga aminaiumari tiga aminaium kobalt sulfonat titanium
kobalt sulfonat titanium hemisenina nuklir dikembangkan berdasarkan katalishemisenina nuklir dikembangkan berdasarkan katalis PDS.Dibandingk
PDS.Dibandingkan dengan katalis PDS, an dengan katalis PDS, katalis '888' lebih katalis '888' lebih efisien untuk menghilangkanefisien untuk menghilangkan belerang orga
belerang organik dan tidak ada nik dan tidak ada katalis bersama ykatalis bersama yang dibutuhkaang dibutuhkan. Selain itu, katalis inin. Selain itu, katalis ini memiliki kemampuan yang sangat baik
memiliki kemampuan yang sangat baik untuk mencegah pengendapan sulfur danuntuk mencegah pengendapan sulfur dan menghindari penyumba
menghindari penyumbatan kemasan dan pipa. Oleh karena itu, tan kemasan dan pipa. Oleh karena itu, katalis '888' telah digunakankatalis '888' telah digunakan untuk desulfurisasi dari gas sintesis, COG, gas bahan
untuk desulfurisasi dari gas sintesis, COG, gas bahan bakar dan biogas.bakar dan biogas. Rotating Packed Bed (RPB)
Rotating Packed Bed (RPB) adalah perangkat multifase baru, adalah perangkat multifase baru, yang menunjukkan kinerjayang menunjukkan kinerja perpindahan
perpindahan massa gas-liquid ymassa gas-liquid yang sangat bang sangat baik, dan telah beaik, dan telah berhasil diterapkan padrhasil diterapkan pada distilasi,a distilasi, absorpsi, pengolaha
absorpsi, pengolahan air n air limbah, VOC Stripping dan brominasi. Penelitian terbaru berhasillimbah, VOC Stripping dan brominasi. Penelitian terbaru berhasil menggunakan RPB dalam penghapusan H2S dengan pendekatan basah dan RPB dengan menggunakan RPB dalam penghapusan H2S dengan pendekatan basah dan RPB dengan ukuran yang lebih kecil
ukuran yang lebih kecil dibandingkadibandingkan dengann dengan traditional packed tower traditional packed tower memiliki memiliki potensi yangpotensi yang
menjanjikan untuk menghilangkan H2S. Namun, semua penelitian ini
menjanjikan untuk menghilangkan H2S. Namun, semua penelitian ini terutama berfokus padaterutama berfokus pada perlakuan ga
perlakuan gas yang mengas yang mengandung konsendung konsentrasi H2S tinggi. Sepentrasi H2S tinggi. Sepengetahuan, penngetahuan, penerapan RPBerapan RPB dalam penghapusan H2S dari COG
dalam penghapusan H2S dari COG yang mengandung konsenyang mengandung konsentrasi H2S trasi H2S medium setelah tahapmedium setelah tahap pertama desu
pertama desulfurisasi, masih tidak melfurisasi, masih tidak memadai.madai. Oleh karena itu, pekerjaan ini Oleh karena itu, pekerjaan ini mengeksploramengeksplorasisi penerapan R
penerapan RPB dalam mengPB dalam menghilangkan H2S dahilangkan H2S dari COG simulasi. Setelah tahri COG simulasi. Setelah tahap pertamaap pertama desulfurisasi. Larutan natrium karbonat (Na2CO3) yang mengandung 20 mg L
desulfurisasi. Larutan natrium karbonat (Na2CO3) yang mengandung 20 mg L-1-1 katalis katalis
komersial '888 "(terutama terdiri dari
komersial '888 "(terutama terdiri dari tiga amina karbonat titanium hemisenin sulfonat)tiga amina karbonat titanium hemisenin sulfonat) digunakan sebagai penyerap pada RPB skala laboratorium. Pengaruh berbagai kondisi digunakan sebagai penyerap pada RPB skala laboratorium. Pengaruh berbagai kondisi operasi termasuk kecepa
operasi termasuk kecepatan rotasi RPB (N), rasio gas cair (tan rotasi RPB (N), rasio gas cair (L / G), konsentrasi H2S inlet (cH2L / G), konsentrasi H2S inlet (cH2 S, in), suhu (T)
S, in), suhu (T) dan konsentrasi Na2CO3 (cNa2 CO3) pada efisiensi penyisihan H2Sdan konsentrasi Na2CO3 (cNa2 CO3) pada efisiensi penyisihan H2S diperiksa dalam upaya untuk
diperiksa dalam upaya untuk mengoptimalkan kondisinyamengoptimalkan kondisinya. Eksperimen terpisah dilakukan di. Eksperimen terpisah dilakukan di kolom yang dikemas yang terdiri dari
kolom yang dikemas yang terdiri dari pengemasapengemasan perbekalan Dixon yang efisien untukn perbekalan Dixon yang efisien untuk perbandinga
perbandingan.n.
2. Reaksi penyerapan H2S ke larutan Na2CO3 2. Reaksi penyerapan H2S ke larutan Na2CO3 3. Bagian eksperimen
3. Bagian eksperimen 3.1. Bahan dan aparatus 3.1. Bahan dan aparatus
Gas hidrogen sulfida (50000 ppm di N2) dibeli dari Beijing Zhaoge Technology Co. Ltd dan Gas hidrogen sulfida (50000 ppm di N2) dibeli dari Beijing Zhaoge Technology Co. Ltd dan udara diperoleh melalui kompresor udara bebas minyak (TYW-1, Suzhou Tongyi Electri-cal udara diperoleh melalui kompresor udara bebas minyak (TYW-1, Suzhou Tongyi Electri-cal dan Mechanical Co. Ltd). Solusi
dan Mechanical Co. Ltd). Solusi Na2CO3 (analitik grade, Beijing Chemical Works) disiapkanNa2CO3 (analitik grade, Beijing Chemical Works) disiapkan dengan air deionisasi. '88800 katalis dibeli
dengan air deionisasi. '88800 katalis dibeli dari Changchun Dongshi Technol-ogy Trading CO.,dari Changchun Dongshi Technol-ogy Trading CO., Ltd, dan sejumlah katalis' 88800 ditambahkan ke larutan Na2CO3 saat Na2CO3 benar-benar Ltd, dan sejumlah katalis' 88800 ditambahkan ke larutan Na2CO3 saat Na2CO3 benar-benar larut. Solusinya diaktifkan melalui pengadukan dalam tangki cair di bawah atmosfir udara larut. Solusinya diaktifkan melalui pengadukan dalam tangki cair di bawah atmosfir udara selama 3 jam sebelum digunakan.
selama 3 jam sebelum digunakan. 3.2. Prosedur percobaan
Penyiapan eksperimental H2S pertama kali dicampur dengan udara sebelum dimasukkan ke RPB melalui saluran masuk gas. Konsentrasi H2S dalam campuran gas dipantau oleh H2S analyzer (GT901, Shenzhen Wandi Technology Co. Ltd., dengan rentang deteksi hingga 2000 ppm dan akurasi 1 ppm dengan kesalahan terdeteksi dalam ± 10 ppm pada kisaran 1000-1500 ppm dan ± 2 ppm pada kisaran 0-100 ppm) dan dikontrol oleh dua flowmeters gas. Bila konsentrasi H2S pada kedua inlet dan outlet gas mencapai nilai yang ditetapkan sebelumnya, larutan Na2CO3 yang mengandung 20 mg L1 katalis komersial '888' dipompakan ke RPB
melalui saluran masuk cair. Arus cair dan gas yang dihubungi berlawanan saat ini di bawah gaya sentrifugal tinggi di RPB yang menyebabkan penyerapan H2S cepat ke dalam larutan. Akhirnya, cairan keluar dari RPB melalui outlet cair sementara aliran keluar gas disalurkan ke pemrosesan gas ekor sebelum dibuang ke udara. Kecepatan aliran gas ditetapkan pada 1,7 m3
h1 selama percobaan. Pada laju alir gas ini, waktu retensi gas di RPB adalah 1,7 s.
Sebelum percobaan penyerapan H2S, serangkaian percobaan penyerapan CO2 ke sekitar 1 mol larutan L 1 NaOH dilakukan untuk menguji keseimbangan massa untuk kedua fase gas dan cairan di RPB, dan hasilnya menunjukkan bahwa kesalahan gas- Keseimbangan massa cairan kurang dari 5%.
Percobaan perbandingan dilakukan dengan cara yang sama dengan menggunakan
packed column dengan cincin U5 5 Dixon sebagai kemasan. Packed column telah digunakan
dalam penelitian kami sebelumnya. Semua data yang disajikan dalam makalah ini diulang setidaknya dua kali dengan kesalahan berulang kurang dari 5%, dan nilai rata-rata adalah bekas. 4. Hasil dan diskusi
4.1. Efek kecepatan putaran
Efisiensi penyisihan H2S di bawah setiap konsentrasi Na2CO3 meningkat secara signifikan dengan meningkatnya kecepatan rotasi dari 800 menjadi 1.400 rpm dan selanjutnya tetap stabil dengan peningkatan kecepatan rotasi lebih lanjut. Kecepatan rotasi yang lebih tinggi menghasilkan gaya geser yang lebih besar di RPB yang akibatnya membagi cairan menjadi elemen cairan halus termasuk film, tetesan dan benang, yang mengarah ke area kontak efektif gas-cair yang lebih besar. Selain itu, kecepatan rotasi yang lebih tinggi juga menyebabkan laju perpanjangan fase gas-cair lebih cepat karena meningkatnya tumbukan antara kemasan dan cairan. Ini berarti konsentrasi Na2CO3 dapat tetap pada nilai yang relatif tinggi dan produk reaksi tidak dapat terakumulasi pada atau di dekat antarmuka gas-cair sepanjang arah radial pengepakan.
Semua faktor ini meningkatkan laju perpindahan massa antara gas dan cairan, dan akibatnya meningkatkan penyerapan H2S. Namun, kecepatan rotasi yang sangat tinggi juga dapat menyebabkan reduksi waktu retensi cairan di RPB dan dengan demikian membatasi penyerapan H2S. Efek dari fenomena ini berlawanan dengan manfaat kecepatan rotasi yang lebih tinggi pada kecepatan putaran di atas 1400 rpm dan menghasilkan efisiensi penyisihan H2S yang relatif stabil.
Terbukti bahwa konsentrasi Na2CO3 yang lebih tinggi lebih disukai efisiensi penyisihan H2S terutama pada kecepatan rotasi rendah RPB. Hal ini dapat dikaitkan dengan fakta bahwa konsentrasi Na2CO3 yang lebih tinggi, yang berarti konsentrasi ion karbonat yang lebih tinggi, akan mendukung reaksi untuk melanjutkan ke sisi kanan dan dengan demikian meningkatkan penyerapan H2S. Meskipun efek positif kecepatan putaran pada efisiensi penyisihan H2S berkurang saat konsentrasi Na2CO3 meningkat, terbukti bahwa RPB pada
umumnya memperbaiki penyerapan H2S karena kinerja perpindahan massa gas-cairnya yang baik.
4.2. Pengaruh rasio aliran gas cair
Efisiensi penyisihan H2S di bawah setiap konsentrasi Na2CO3 meningkat secara signifikan dengan meningkatnya rasio gas cair dari 8 sampai 14 L m -3 dan kemudian pada
umumnya tetap stabil dengan kenaikan rasio likuiditas lebih lanjut. Rasio gas cair yang lebih tinggi tidak hanya menyebabkan penyerap lebih banyak per unit gas tetapi juga menghasilkan area kontak efektif gas-cair yang meningkat, turbulensi fase cair yang meningkat serta penambahan cairan cair. Semua larutan ini membatasi difusi H2S dan CO2-3 dalam waktu
kontak gas-cair singkat, yang berarti H2S yang redup tidak dapat diserap sepenuhnya. Akibatnya, efisiensi pelepasan H2S menurun seiring dengan peningkatan konsentrasi H2S awal.
4.4. Pengaruh suhu
Efisiensi penyisihan H2S di bawah setiap konsentrasi Na2CO3 sedikit meningkat seiring dengan kenaikan suhu. Namun, ketergantungan suhu tidak signifikan terutama bila konsentrasi Na2CO3 melebihi 0,16 mol L 1. Suhu pengangkatan dapat mempercepat laju reaksi reaksi (5), dan ini juga mengurangi viskositas larutan dan dengan demikian meningkatkan difusivitas H2S dan CO2-3 dalam film cair, yang mendukung penyerapan H2S ke dalam larutan.
Namun, karena reaksi yang sangat cepat, proses penyerapan terutama dikendalikan oleh transfer massa sisi gas. Suhu yang meningkat akan mengurangi kelarutan H2S menurut Persamaan. Dan menyebabkan peningkatan tekanan ekuilibrium H2S dalam fase gas dan akibatnya terjadi penurunan tekanan penggerak perpindahan massa sisi gas. Oleh karena itu, suhu yang lebih tinggi memiliki efek terbatas pada efisiensi penyisihan, atau bahkan pada gilirannya dapat menghambat penyerapan H2S yang telah diamati oleh Qian et al., Yih dan Sun, Wallin et al. dan Garner dkk. Akibatnya, suhu yang lebih tinggi memiliki efek yang tidak signifikan terhadap efisiensi penyisihan H2S dalam pekerjaan ini.
4.5. Percobaan perbandingan
Percobaan serupa dilakukan di packed columndengan teknik pengemasan cincin Dixon
yang efisien untuk kompresor. Untuk membuat perbandingan yang adil antara RPB packed column, aliran gas yang optimal laju 1 m3 / jam pada packed column diadopsi sebagai laju alir
gas operasi untuk percobaan perbandingan. Jelas bahwa kondisi operasi bergantung pada efisiensi penghilangan H2S pada kolom pak sesuai dengan RPB, sementara RPB menunjukkan efisiensi penyisihan H2S yang lebih tinggi daripada packed column dalam semua percobaan
pekerjaan ini. Hal ini sesuai dengan fakta bahwa cairan mengalir melalui kemasan RPB dalam bentuk elemen cair yang sangat halus, berlawanan dengan aliran cairan di packed column, dan
dengan demikian memberikan area perpindahan massa gas-cair yang lebih besar. Rotating Packing berkecepatan tinggi juga menyebabkan laju perpanjangan fase gas-cair lebih cepat. Semua ini menyebabkan peningkatan laju perpindahan massa gas-cair di RPB dan akibatnya meningkatkan penyerapan H2S.
Pada rasio gas cair yang sama dengan 10 L m 3, efisiensi penyisihan H2S mencapai 99,1% dan 97,6% pada RPB dan packed column secara respektif. Ini menunjukkan bahwa RPB
memiliki potensi lebih besar untuk mengobati laju alir gas yang lebih besar packed column
dengan ukuran yang sama. Hasil oleh Qian et al. menunjukkan bahwa meningkatkan waktu kontak gas cair, volume pengepakan atau rasio gas cair di menara kemasan tradisional menyebabkan peningkatan efisiensi penyisihan H2S yang cukup terbatas. Dengan demikian, RPB dengan ukuran lebih kecil lebih sesuai untuk penyerapan H2S dari pada kolom yang dikemas.
5. Kesimpulan
Pekerjaan ini menyelidiki pemindahan H2S dari gas oven kokas simulasi (COG) dengan penyerapan oksidatif katalitik dalam larutan RPB dengan menggunakan larutan natrium
karbonat (Na2CO3) yang didoping dengan 20 mg L-1 katalis komersial '888' yang digunakan
sebagai penyerap. Efisiensi pemindahan H2S dievaluasi sebagai fungsi dari berbagai kondisi operasi kecepatan rotasi RPB, rasio gas cair, konsentrasi H2S inlet, suhu dan konsentrasi Na2CO3. Hasilnya menunjukkan bahwa kecepatan rotasi yang lebih tinggi, konsentrasi Na2CO3 dan rasio gas cair disukai efisiensi penyisihan sementara peningkatan konsentrasi H2S awal menyebabkan penurunan efisiensi penyisihan. Suhu umumnya memiliki efek yang tidak signifikan pada efisiensi penghilangan H2S. Percobaan perbandingan yang dilakukan di
packed columnterdiri dari pengemasan laboratorium dengan efisiensi tinggi dari cincin Dixon
dalam kondisi yang sama seperti pada RPB menunjukkan bahwa kondisi operasi bergantung pada efisiensi penghilangan H2S pada kolom yang dikemas sesuai dengan RPB. Hasil perbandingan selanjutnya menunjukkan bahwa RPB menunjukkan efisiensi penyisihan H2S yang lebih tinggi daripada packed column, yang mengindikasikannya sebagai penghasil
gas-cair efisien dengan potensi lebih besar untuk mengeluarkan H2S dari COG.
Di antara teknologi desulfurisasi lainnya, oksidasi basah pro cess, yang memiliki efisiensi desulfurisasi tinggi dan biaya operasi rendah, dapat langsung mengkonversi H
2
S ke unsur sulfur dengan secara simultan neous pengendalian polusi dan sumber daya reklamasi [11,12]. Cess pro ini biasanya mengadopsi Na
2 CO 3
dan NaOH sumber daya sebagai alkali, dan antrakuinon asam disulfonic (ADA), besi chelated dan dinuclear kobalt-phthalosianin sulfonate (PDS) sebagai katalis [12,13]. Lebih-lebih, solusinya bisa dengan mudah diregenerasi dengan udara dan hampir tidak ada polusi udara akan dihasilkan. Sebagai pengembangan katalis dengan toksisitas rendah, kelarutan air yang tinggi dan sumber daya environmental- ramah, polusi potensial yang dihasilkan dari asi regener- dan pembuangan limbah dapat dikendalikan secara efisien. Commer- resmi '' 888” katalis, terutama terdiri dari tiga nuklir titanium hemicyenine kobalt sulfonat amonium (lihat Gambar. 1), dikembangkan atas dasar katalis PDS. [12] Dibandingkan dengan katalis PDS, '' 888” katalis lebih efisien untuk menghilangkan sulfur organik dan tidak ada co-katalis yang dibutuhkan. Selain itu, katalis ini memiliki kemampuan yang sangat baik untuk mencegah deposisi sulfur dan menghindari penyumbatan ing paket-dan pipa. Oleh karena itu, '' 888” katalis telah digunakan untuk furization desul- dari gas sintesis,
COG, bahan bakar gas dan biogas [12].
48 H. Zou et al. / Fuel 204 (2017) 47-53 Nomenklatur
c cH
2 2 S, CO
di 3
konsentrasi Naco 3,
mol LA1 inlet H 2
konsentrasiS, ppm cH 2 S, N keluar rotasi gerai H
konsentrasi S 2 kecepatan, dari RPB , r minÀ1 ppm
Dia
H2S
konstan Henry hukum H 2
S dalam larutan
Gambar. 1. struktur molekul dari tiga titanium hemicyenine kobalt sulfonat amonium nuklir. Sebuah dikemas tidur berputar (RPB) adalah perangkat multifase novel, yang menunjukkan kinerja perpindahan massa gas-iquid sangat baik, dan telah berhasil diterapkan untuk distilasi [14], penyerapan [15,16], pengolahan air limbah [17,18], VOC pengupasan [19] dan brominasi [20]. Studi terbaru berhasil digunakan RPBs dalam penghapusan H
2
S dengan pendekatan basah dan RPB dengan ukuran yang lebih kecil com- dikupas ke menara dikemas tradisional memiliki potensi yang menjanjikan untuk menghapus H
2
S [21-24]. Namun, semua studi ini terutama difokuskan pada pengobatan gas yang mengandung Htinggi.
2
konsentrasi S Untuk yang terbaik dari pengetahuan kita, penerapan RPB dalam penghapusan H
2
S dari COG mengandung media H 2
konsentrasi S setelah tahap pertama desulfurisasi, masih inadequate.This pekerjaan karena itu dieksplorasi penerapan sebuah RPB di penghapusan H 2
S dari COG lated simu- setelah tahap pertama desulfurisasi. Sodium karbon-makan (Na
larutan yang mengandung 20 mg LA1 dari '' 888” katalis komersial (terutama terdiri dari tiga nuklir titanium hemicyenine cobalt sulfonat amonium) digunakan sebagai penyerap di RPB skala laboratorium. Pengaruh berbagai kondisi operasi termasuk kecepatan rotasi dari RPB (N), rasio gas cair (L / G), inlet H
2 CO 3 konsentrasi S (c H 2), suhu (T) dan Na 2 CO 3 concentra- tion (c Na 2 S, CO 3)
pada efisiensi penghapusan H 2
S diperiksa dalam upaya untuk mengoptimalkan kondisi. Percobaan yang terpisah dilakukan dalam packed column terdiri kemasan tory a-efisiensi tinggi laboratorium yang cincin Dixon untuk perbandingan.
2. Reaksi untuk H 2 S penyerapan ke Na 2 CO 3 solusi Kehadiran CO 2
(dari udara) dalam aliran gas COG simulasi mengakibatkan ke dalam reaksi berikut [25,26].
CO 2
O $ HCOÀ 3 þ HTH ð1Þ CO þ H 2 2A 3 À 3 À ð2Þ CO 2 þ H 2 O $ HCO þ OH þ OH À $ HCO À3 ð3Þ
rasio gas cairL / G, L MA3 g penghapusan H 2
S
Reaction (1) adalah hidrolisis CO 2.
Karena laju reaksi lambat, hal itu dapat diabaikan [25]. Reaksi (2) merupakan reaksi transfer proton dan dapat dianggap menjadi seketika sementara reaksi (3), yang merupakan reaksi lambat, adalah tingkat-mengendalikan langkah [26]. Dengan demikian, keseluruhan reaksi antara CO
2
dan ion karbonat dapat dinyatakan sebagai: CO 2 þ CO 2A 3 þ H 2 O $ 2HCO
À 3 ð4Þ
Reaksi keseluruhan antara H 2
S dan ion karbonat dinyatakan sebagai reaksi (5), yang reaksi terdiri (6) dan (7), dan laju reaksinya dianggap menjadi sangat cepat atau bahkan instanta-neous [27,28]. H 2 S þ CO 2A 3 $ HS À þ HCO À 3 ð5Þ H 2 S $ HS À þ HTH ð6Þ CO 2A 3 þ H þ $ HCO À 3 ð7Þ Kehadiran O 2
dalam gas menyebabkan suspensi sulfur oleh reac- tion (8), yang menyumbang penyumbatan pengepakan dan pipa dalam aplikasi industri [12].
2HS À þ O 2! OH À
þ 2S # ð8Þ
Untuk mengatasi masalah ini, komersial '' 888” katalis ditambahkan ke dalam Na 2
CO 3
solusi. '' 888” katalis memiliki kemampuan yang kuat untuk membawa oksigen dan oksigen terlarut dapat dengan mudah teradsorpsi pada permukaan '' 888” katalis [12]. Kemudian, HSA dan S2A diserap oleh katalis dan kemudian teroksidasi oleh oksigen reaktif untuk menghasilkan sulfur elemental dan larut S
2A, x
yang bisa mengurangi menangguhkan unsur sulfur dan dengan demikian mencegah penyumbatan pengepakan dan pipa. Reaksi dapat dinyatakan sebagai [12] HS À þ 1 2 O 2 1/2888Š! OX S þ OH À þ 1/2888Š R ð9Þ HS À þ DX À 1ÞS þ HCO À 3 1/2888Š! OX S 2A x þ CO 2 þ H 2 O ð10Þ mana [888]
OX
adalah '' 888” katalis negara oksidasi; [888] R
adalah '' 888” katalis negara pengurangan. Selama proses regenerasi dengan udara, [888]
R
akan diubah ke [888] OX
melalui reaksi (11) dan belerang dapat dipulihkan juga. 1/2888Š R þ O 2! 1/2888Š OX ð11Þ
Reaction (10) adalah unik untuk '' 888” katalis, dan reaksi efisien dapat mengurangi suspensi sulfur yang dihasilkan dari reaksi (8) dan dengan demikian mencegah penyumbatan pengepakan dan pipa di tradisi yang tional desulfurisasi teknologi. Biasanya, puluhan miligram
'' 888” katalis per kilogram dari solusi dapat memenuhi permintaan desulfurisasi industri [12]. Konsentrasi '' 888” katalis tetap pada 20 mg LA1 dalam pandangan Hawal menengah
2
konsentrasi Sdi kisaran 1.400-1.700 ppm digunakan dalam pekerjaan ini.
Reaksi antara CO 2
dan ion karbonat jauh lebih lambat dibandingkan reaksi (5) dan dengan demikian proses penyerapan terutama deter- ditambang oleh perpindahan massa cair-side. Studi sebelumnya telah didemonstrasikan bahwa waktu retensi yang sangat singkat gas dan cairan terutama di RPB bermanfaat untuk penyerapan selektif dari H
2
S [22,29]. Selain itu, reaksi (4) juga dapat dicegah dengan reaksi (9). Dalam pandangan faktor ini serta rendahCO
2
kandungankurang dari 0,04% di COG simulasi, reaksi (4) tidak bisa membawa pengaruh yang signifikan terhadap reaksi (5) dan karena efeknya diabaikan dalam pekerjaan ini.
H. Zou et al. / Fuel 204 (2017) 47-53 49 3. Experimental bagian
3.1. Bahan danaparat
gasHidrogen sulfida (50000 ppm di N 2)
gas dibeli dari Beijing Zhaoge Technology Co Ltd dan udara diperoleh melalui kompresor udara bebas minyak (TYW-1, Suzhou Tongyi Electri- kal dan Teknik Co Ltd). Na
2
(kelas analitis, Beijing Chemical Pekerjaan) solusi disiapkan dengan air deionisasi. '' 88800 katalis dibeli dari Changchun Dongshi Technol- ogy Trading CO., Ltd, dan sejumlah '' 88800 katalis ditambahkan ke dalam Na
2 CO 3 CO 3 solusi saat Na 2 CO 3
benar-benar dis dipecahkan. Larutan diaktifkan melalui aduk dalam tangki cairan di bawah atmosfer udara selama 3 jam sebelum digunakan.
3.2. Prosedur eksperimental
Setup eksperimental ditunjukkan pada Gambar. 2. H 2
S pertama kali dicampur dengan udara sebelum pengenalan ke RPB melalui inlet gas. Konsentrasi H
2
S dalam campuran gas dipantau oleh H 2
S analyzer (GT901, Shenzhen Wandi Technology Co Ltd, dengan jangkauan deteksi hingga 2000 ppm dan akurasi 1 ppm dengan kesalahan terdeteksi dalam ± 10 ppm di kisaran 1000-1500 ppm dan ± 2 ppm dalam kisaran 0-100 ppm) dan dikendalikan oleh dua flowmeters gas. Ketika H
2
konsentrasi S di kedua inlet gas dan stopkontak mencapai stabil nilai pre-set, Na
2
larutan yang mengandung 20 mg LA1 dari '' 888” katalis komersial dipompa ke dalam RPB melalui inlet cair. Cairan dan gas aliran dihubungi secara
berlawanan di bawah gaya sentrifugal yang tinggi di RPB menyebabkan penyerapan yang cepat dari H
2 CO 3
S ke dalam larutan. Akhirnya, cairan keluar RPB melalui outlet cair, sementara aliran keluar gas sub menolaknya untuk pengolahan gas ekor sebelum dibuang ke udara. Laju aliran gas tetap pada 1,7 m3 HA1 seluruh percobaan. Pada laju alir gas ini, waktu retensi gas di RPB adalah 1,7 s. H
2
efisiensi removalS dihitung dengan persamaanberikut g1/4 c H 2 S, di c H À 2 c H 2 S, keluar  100% ð12Þ mana c H 2 S, S,dan c H 2 S, keluar
adalah inlet dan outlet H 2
konsentrasi S, masing-masing. Sebelum H 2
S percobaan penyerapan, serangkaian iments exper- dari CO 2
penyerapan ke sekitar 1 mol larutan LA1 NaOH dilakukan untuk menguji keseimbangan massa untuk kedua gas dan fase cair dalam RPB, dan hasil menunjukkan bahwa kesalahan neraca massa gas-cair kurang dari 5%.
Eksperimen perbandingan dilakukan dengan cara yang sama dengan menggunakan packed column dengan cincin U5 Â 5 Dixon sebagai kemasan. Packed column telah digunakan dalam studi kami sebelumnya. [16,30] spesifikasi rinci dari kedua RPB dan packed column dan kondisi eksperimental yang daftar di Tabel 1. Semua data yang disajikan dalam makalah ini diulang setidaknya dua kali dengan kesalahan berulang-ulang kurang dari 5%, dan nilai rata-rata bekas.
4. Hasil dan diskusi
4.1. Pengaruh kecepatan putaran
Gambar. 3 menunjukkan variasi dari H 2
S efisiensi removal bawah ious var- Na 2
konsentrasi dengan kecepatan rotasi RPB. Hal ini terbukti bahwa H 2
CO
3 S efisiensi removal bawah setiap Na 2
CO 3
sig- konsentrasi nificantly meningkat dengan meningkatnya kecepatan rotasi dari 800 sampai 1400rpm dan setelah itu tetap cukup stabil dengan peningkatan lebih lanjut dalam kecepatan rotasi. Kecepatan rotasi yang lebih tinggi menghasilkan gaya geser yang lebih besar di RPB yang akibatnya membagi cair ke elemen cair baik termasuk film, tetesan dan benang, yang mengarah ke
S dalam RPB.
Tabel 1 Spesifikasi dari RPB dan packed column dan kondisi eksperimental. Dikemas kolom RPB
jenis Packing U5 Â 5 Dixon cincin steel wire mesh Packing diameter (cm) 3.9 5.0 (ID) 15,0 (OD) tinggi Packing (cm) 70 5.3 (tinggi aksial) Volume Packing (cm3) 836 833 luas permukaan Packing (m2 MA3) 1700 650 Penyerapan solusi Na
2 CO 3
solusi (0,11-0,17 mol LA1) Na
CO 3
solusi (0,11-0,17 mol LA1) Tekanan (kPa) 103 103 Suhu (K) 298-323 298-323 H 2
S awal konsentrasi (ppm) 1200-1700 1200-1700 rasio Liquid-gas (L MA3) 8-12 8-12
50 H. Zou et al. / Fuel 204 (2017) 47-53
Gambar. 3. Pengaruh kecepatan rotasi pada H 2
efisiensi removal S di RPB.
Gambar. 2. pengaturan eksperimental untuk penyerapan H 2
bidang kontak yang efektif gas-cair yang lebih besar. Selain itu, kecepatan putaran tinggi juga menyebabkan tingkat pembaharuan fase gas-cair lebih cepat karena meningkatnya tabrakan antara kemasan dan cair. Ini berarti bahwa Na
2 CO 3
konsentrasi bisa tetap pada nilai yang relatif tinggi dan produk-produk reaksi tidak bisa menumpuk di atau dekat antarmuka cair gas-sepanjang arah radial dari kemasan.
Semua faktor ini meningkatkan kecepatan transfer massa antara gas dan cairan, dan akibatnya meningkatkan penyerapan H
2
S. Namun, sangat kecepatan rotasi tinggi juga dapat menyebabkan pengurangan waktu retensi cairan dalam RPB dan dengan demikian
membatasi penyerapan H 2
S . efek dari fenomena ini menetral dengan manfaat disebutkan afore- kecepatan rotasi yang lebih tinggi pada kecepatan rotasi luar 1400 rpm dan bertimbal untuk efisiensi H2S removal relatif stabil.
Hal ini juga jelas bahwa lebih tinggi Na 2
CO 3
konsentrasi disukai H 2
efisiensi S removal terutama di bawah kecepatan putaran rendah RPB tersebut. Hal ini dapat dikaitkan dengan fakta bahwa lebih tinggi Na
2 CO
3
konsentrasi, yang berarti konsentrasi yang lebih tinggi dari ion karbonat, akan mendukung reaksi (5) untuk melanjutkan ke sisi kanan dan dengan demikian meningkatkan penyerapan H
2
S. Meskipun efek positif kecepatan rotasi pada H 2
S efisiensi removal berkurang ketika Na 2
CO 3
tion concentra- meningkat, jelas bahwa RPB umumnya meningkatkan penyerapan H
2
S karena kinerja perpindahan massa gas-cair yang baik.
4.2. Pengaruh rasio aliran cairan-gas
Gambar. 4 menunjukkan variasi dari H 2
S efisiensi removal bawah ious var- Na 2
CO 3
konsentrasi dengan rasio aliran cairan-gas (L / G) di RPB tersebut. Jelaslah bahwaH
2
efisiensiS penghapusan bawah setiap Na 2
CO
3 konsentrasi meningkat secara signifikan dengan peningkatan rasio gas cair 8-14 L MA3 dan kemudian umumnya tetap stabil dengan kenaikan lebih lanjut dalam cairan-sebagai rasio. Sebuah rasio gas cair yang lebih tinggi tidak hanya menyebabkan lebih penyerap per unit gas tetapi juga mengakibatkan ke dalam peningkatan bidang kontak yang efektif gas-cair, turbulensi ditingkatkan dari fase cair serta peningkatan perampokan cair. Semua
faktor-faktorcon- disukai H 2 cretion dari 0,11 mol LA1 digunakan.
Namun, rasio gas cair yang lebih tinggi juga dapat menyebabkan berkurangnya waktu retensi cairan dalam RPB [31], yang tidak menguntungkan untuk massa trans fer. Selain itu, laju aliran cairan yang lebih tinggi menyebabkan ukuran yang lebih besar dari elemen cair [32], yang pada gilirannya hasil ke penurunan di daerah kontak effec tive gas-cair. Efek dari fenomena ini
menetral dengan manfaat tersebut dari rasio aliran cairan-gas yang lebih tinggi di RPB di rasio aliran cairan-gas melampaui 14 L MA3 dan bertimbal untuk efisiensi removal H2S tively stabil eratnya.
4.3. Pengaruh Hawal 2
konsentrasi S
Gambar. 5 menunjukkan variasi dari H 2
S efisiensi removal bawah ious var- Na 2
CO 3
konsentrasi dengan Hawal. 2
konsentrasi S Hal ini penyok-bukti bahwa H 2
S efisiensi removal bawah setiap Na 2
CO 3
konsentrasi menurun di seluruh kenaikan di Hawal. 2
konsentrasi S Meskipun Hawal yang lebih tinggi 2
konsentrasi Sdapat menyebabkan peningkatan dalam fase gas pendorong dan akibatnya meningkatkan penyerapan H
2
S, di set tertentu kondisi operasi, increas- ing Hawal 2
konsentrasi Ssaja berarti kebutuhan solusi untuk menyerap lebih banyak H 2
S untuk mendapatkan yang sama atau lebih tinggi H 2
S penghapusan effi- efisiensi. Ini tidak tercapai mungkin karena viscos-tertentu.
Gambar 5. Pengaruh H awal 2
2
efisiensi S removal di RPB.
Penyerapan S terutama ketika Narendah. 2
konsentrasiS pada H 2
efisiensi removal S di RPB
H. Zou et al. / Fuel 204 (2017) 47-53 51
CO 3
2- ity solusi membatasi difusi H 2
S dan CO 3
dalam waktu singkat gas-cair waktu kontak, yang berarti bahwa berlebihan H
2
S tidak dapat diserap sepenuhnya [ 12]. Akibatnya, H
2
S penghapusan efisiensi effi- menurun dengan meningkatnya Hawal.
2
konsentrasi S
4.4. Pengaruh suhu
Gambar. 6 menunjukkan variasi dari H 2
S efisiensi removal bawah ious var- Na 2
CO 3
konsentrasi dengan suhu. Hal ini terbukti bahwa H 2
S efisiensi removal bawah setiap Na 2
CO 3
konsentrasi sedikit meningkat dengan peningkatan suhu. Namun, ketergantungan suhu tidak signifikan terutama ketika Na
2 CO 3
tion concentra- melebihi 0,11 mol LA1. Menaikkan suhu dapat mempercepat laju reaksi dari reaksi (5), dan juga mengurangi viskositas larutan dan dengan demikian meningkatkan difusivitas dari H
2
S dan CO 2- 3
di film cair, yang mendukung penyerapan H 2
S dalam tion solu-. Namun, karena reaksi sangat cepat (5), proses penyerapan terutama dikendalikan oleh perpindahan massa gas-side. Menaikkan suhu akan mengurangi kelarutan H
2
S menurut Persamaan. (13) dan menyebabkan peningkatan tekanan kesetimbangan dari H
2
S dalam fase gas dan akibatnya penurunan transfer massa gas-side driv- ing kekuatan.
log 10 Dia H2S 1/4 2,7896 þ 0.034159T À 4,81046 Â 10 A5 T 2 À 672,791 / T þ 0.144237log 10 T ð13Þ
Oleh karena itu, suhu yang lebih tinggi memiliki efek terbatas pada efisiensi removal, atau bahkan mungkin pada gilirannya menghambat H
2
S penyerapan yang telah diamati oleh Qian et al. [22], Yih dan Sun [27], Wallin et al. [28] dan Garner et al. [29] .Consequently, perature tem-lebih tinggi memiliki efek signifikan pada H
efisiensi S removal dalam pekerjaan ini.
4.5. Eksperimen perbandingan
percobaan serupa dilakukan dalam packed column com- prising a-efisiensi tinggi kemasan laboratorium cincin Dixon untuk perbandingan dan hasilnya disajikan dalam Gambar. 7. Untuk membuat perbandingan yang adil antara RPB dan packed column, optimal laju alir gas dari 1 m3 / jam dalam packed column diadopsi sebagai laju aliran gas operasi untuk percobaan perbandingan. Jelaslah bahwa ketergantungan kondisi pengoperasian H
2
efisiensi removalS di kolom paket konsisten dengan orang-orang dari RPB, sedangkan RPB dipamerkan Hlebih tinggi
2
S efisiensi removaldari packed column dalam semua percobaan dari pekerjaan ini . Ini
attrib-Gambar. 6. Pengaruh T pada H 2
efisiensi S removal di RPB.
usikan fakta bahwa cairan mengalir melalui kemasan RPB dalam bentuk elemen cair yang sangat halus, bertentangan dengan aliran cairan di packed column, dan dengan demikian memberikan yang lebih besar yang efektif area perpindahan massa gas-cair. Kecepatan tinggi berputar kemasan juga mengarah ke tingkat pembaharuan fase gas-cair lebih cepat. Semua ini menyebabkan peningkatan tingkat perpindahan massa cair gas-di RPB dan akibatnya meningkatkan penyerapan H
2
S. Pada rasio gas cair yang sama dari 10 L MA3, H 2
efisiensi S removal mencapai 99,1% dan 97,6% di RPB dan packed column secara berurut seperti ditunjukkan pada Gambar. 7 (a). Hal ini menunjukkan bahwa RPB memiliki potensi yang lebih besar untuk mengobati laju aliran gas lebih besar dari packed column dengan ukuran yang sama. Hasil oleh Qian et al. [22] menunjukkan bahwa peningkatan waktu kontak gas liquid, kemasan volume atau rasio gas cair dalam tradisi yang tional menara dikemas mengarah ke peningkatan yang cukup terbatas H 2
efisiensi S removal. Dengan demikian, RPB dengan ukuran yang lebih kecil lebih cocok untuk H
2
penyerapan S dari packed column.
5. Kesimpulan
Karya ini menyelidiki penghapusan H 2
S dari simulasi kokas oven gas (COG) oleh penyerapan oksidatif katalitik dalam RPB menggunakan natrium karbonat (Na
solusi diolah dengan 20 mg LA1 dari '' 888” katalis komersial yang digunakan sebagai penyerap. Efisiensi penghapusan H
2 CO 3
S dievaluasi sebagai fungsi dari berbagai kondisi operasi kecepatan rotasi dari RPB, rasio gas cair, inlet H
2
S konsentrasi, suhu dan Na 2
CO 3
konsentrasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwakecepatan putaran tinggi, Na
2 CO 3
rasiokonsentrasi dan cair-gas disukai efisiensi removal sementara meningkatkan Hawal
2
konsentrasi Smenyebabkan penurunan efisiensi removal. Suhu umumnya memiliki efek signifikan pada H
2
penghapusan S siensi effi-. Eksperimen perbandingan dilakukan dalam packed column terdiri dari efisiensi tinggi kemasan laboratorium Dixon cincin
52 H. Zou et al. / Fuel 204 (2017) 47-53
Gambar. 7. Perbandingan H 2
S efisiensi removal antara RPB dan packed column.
di bawah kondisi yang sama seperti orang-orang dari RPB menunjukkan bahwa kondisi asi ketergantungan oper- dari H
2
efisiensi removal S di packed column konsisten dengan orang-orang dari RPB tersebut. Hasil Ison compar- lanjut mengungkapkan bahwa RPB dipamerkan Hlebih tinggi
2
efisiensi S penghapusandari packed column, menunjukkan sebagai kontaktor gas-cair sien effi- dengan potensi yang lebih besar untuk menghilangkan H
S dari COG.
pengakuan
Penulisberterima kasih kepada dukungan keuangan dari China Huanqiu Contracting & Engineering Corporation dan Sinopec Teknik Incorporation.
Referensi
[1] Razzaq R, Li C, Zhang S. Coke oven gas: ketersediaan, sifat, pemurnian, dan
pemanfaatan di Cina. BBM 2013; 113: 287-99. [2] Bermúdez JM, Arenillas A, Luque R, Menendez JA. Gambaran teknologi baru untuk Mewujudkan nilai kokas kelebihan gas oven. Bahan bakar Proses Technol 2013; 110: 150-9. [3] SQ Fan. Jiaolu Meiqi Jinghua Shengchan Sheji Shouce. Beijing: Metallurgical
Industri Tekan; 2012 (dalam bahasa Cina). [4] Guo Z, Tang H, Liu J. Desulfurisasi coke dengan mendaur ulang COG dalamkokas.
proses BBM 2005; 84: 893-901. [5] Lin BQ, Liu JH. Memperkirakan puncak produksi batubara dan tren impor batubara di
Cina. Kebijakan Energi 2010; 38: 512-9. [6] Chou CL. Sulfur dalam batubara: review geokimia dan asal. Int J Coal Geol
2012; 100: 1-13. [7] Beauchamp RO, JS Bus, Popp JA, et al. Sebuah tinjauan kritis dari literatur tentang
toksisitas hidrogen sulfida. CRC Crit Rev Toxicol 1984; 13: 25-97. [8] Negara
Perlindungan Lingkungan Administrasi China (Pendahulu dari Departemen Perlindungan Lingkungan ofChina). Produksi Bersih Standard Coking Industri HJ / T 126-2003 Tersedia online: http://kjs.mep.gov.cn/hjbhbz/bzwb/ shjbh / swrwpfbz / 201.207 /
t20120731_234146.shtml; 2003. diakses 2016/11/11. [9] Platonov O. Desulfurisasi gas kokas-oven. Coke Chem 2007; 50: 226-31.
[10] Taman DW, Chun SW, Kim HS, et al. Pemulihan H 2
S di oven gas kokas sebagai elemen sulfur dan amonium sulfat dengan oksidasi katalitik. Stud Surf Sci Catal 1999; 121: 457-60. [11] Kulkarni SJ, Shinde NL. Sebuah tinjauan pada penghapusan hidrogen sulfida daribuang.
gas Int J Adv Res Sci Eng Technol 2014 (1): 187-9. [12] Wang XG. Teknologi desulfurisasi. Beijing: Chemical Industry Tekan;
2013 (dalam bahasa China). [13] Pandey RA, Malhotra S. Desulfurisasi bahan bakar gas dengan pemulihan unsur sulfur: gambaran. Crit Rev Lingkungan Sci Technol 1999; 29: 229-68. [14] Luo Y, Chu GW, Zou HK, et al. Karakteristik dari dua tahap kontra-arus berputar dikemas tidur untuk distilasi kontinyu. Chem Proses Eng 2012; 52: 55-62. [15] Jassim MS, Rochelle G, Eimer D, et al. Penyerapan karbon dioksida dan desorpsi dalam solusi
monoethanolamine air di tempat tidur dikemas berputar. Ind Eng Chem Res 2007; 46: 2823-33. [16] Sheng M, Sun B, Zhang F, Chu G, Zhang L, Liu C, et al. Karakteristik transfer massa dari proses penyerapan CO2 di tempat tidur dikemas berputar. Bahan Bakar Energi 2016; 30: 4215-20. [17] Zeng Z, Zou H, Li X, et al. Degradasi fenol dengan ozon di hadapan Fenton reagen di tempat tidur dikemas berputar. Chem Eng J 2013; 229: 404-11. [18] Modak JB, Bhowal A, Datta S. Ekstraksi pewarna dari larutan di
berputar dikemas tidur. J Hazard Mater 2016; 304: 337-42. [19] Gudenå K, Rangaiah GP, Lakshminarayanan S. desain Optimal dari tempat tidur dikemas berputar untuk VOC
Stripping dari air tanah yang terkontaminasi. Ind Eng Chem Res 2012; 51: 835-47. [20] Wang W, Zou HK, Chu GW, et al. Brominasi karet butil di berputar
reaktor packed. Chem Eng J 2014; 240: 503-8. [21] Qi G, Liu Y, Jiao W. Desulfurisasi oleh teknologi gravitasi tinggi. Chem Ind Eng
Prog 2008; 27: 1404-7 (dalam bahasa Cina).
H. Zou et al. / Fuel 204 (2017) 47-53 53
[22] Qian Z, Xu LB, Li ZH, et al. Penyerapan selektif H 2
S dari campuran gas dengan CO 2
oleh berair N-metildietanolamina di tempat tidur dikemas berputar. Ind Eng Chem Res 2010; 49: 6196-203. [23] Luo Y, Zhang Z, Qi J, et al. Optimasi proses besi tinggi-gravitasi chelated
untuk menghapus H 2
S berdasarkan metodologi respon permukaan. Proses Pet Cina Petrochem Technol 2015; 17: 87-93. [24] Guo K, Wen J, Zhao Y, et al. Packing yang optimal dari tempat tidur dikemas berputar untuk H
2
penghapusan S. Lingkungan Sci Technol 2014; 48: 6844-9. [25] Pinsent BRW, Roughton FJW. Kinetika kombinasi karbon dioksida
dengan air dan hidroksida ion. Trans Faraday Soc 1951; 47: 263-9. [26] Knuutila H, Juliussen O, Svendsen HF. Kinetika reaksi karbon dioksida dengan larutan natrium dan
kalium karbonat solusi. Chem Eng Sci 2010; 65: 6077-88. [27] Yih SM, Sun CC. Penyerapan simultan dari hidrogen sulfida dan karbon dioksida ke dalam larutan karbonat kalium dengan atau tanpa promotor amina. Chem Eng J 1987; 34: 65-72. [28] Wallin M, Olausson S.
penyerapan Simultan H 2
S dan CO 2
ke dalam larutan natrium karbonat. Chem Eng
Commun 1993; 123: 43-59. [29] Garner F, Long R, Pennell A. Penyerapan selektif hidrogen sulfida dalam
larutan karbonat. J Appl Chem 1958; 8: 325-36. [30] Sheng M, Liu C, Ge C, et al. Kinerja transfer massa dari CO
2
penyerapan dengan solusi berbasis dietilenatriamina air dalam packed column dengan Rings dixon. Ind Eng Chem Res 2016; 55: 10.788-93. [31] Guo K, Guo F, Feng Y, et al. Sinkron visual dan RTD studi tentang aliran cairan di
berputar dikemas tidur kontaktor. Chem Eng Sci 2000; 55: 1699-706. [32] Zhang J. Sebuah eksperimen dan simulasi studi cair perpindahan mengalir dan massa di RPB PhD. Disertasi. Beijing, Cina: Beijing University of Technology Kimia; 1996 (dalam bahasa Cina).
