แหล่งที่มาของไฮโดรเจนซัลไฟด์
ไฮโดรเจนซัลไฟด์ส่วนใหญ่มาจากระบบบำบัดน้ำเสียดังต่อไปนี้:สภาพแวดล้อมการทำงานของโรงงานเคมีและโรงงานเภสัชกรรม: พื้นที่อุตสาหกรรมเหล่านี้มักผลิตน้ำเสียที่มีสารประกอบซัลเฟอร์ รวมถึงไฮโดรเจนซัลไฟด์
ห้องปั๊มยกน้ำเข้าของโรงบำบัดน้ำเสีย: น้ำเสียอินทรีย์และก๊าซไอเสียในห้องปั๊มยกน้ำเข้ามักจะมีไฮโดรเจนซัลไฟด์จำนวนมาก
กระบวนการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนของตะกอนถังตกตะกอนหลัก: ในระหว่างกระบวนการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนของตะกอนถังตกตะกอนปฐมภูมิ กลิ่น เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ จะถูกปล่อยออกมาเช่นกัน
กระบวนการย่อยและการทำให้เสถียรของตะกอน: แอมโมเนียที่ผลิตในระหว่างกระบวนการย่อยและทำให้เสถียรของตะกอนอาจทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นเพื่อผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์
นอกจากนี้การก่อตัวของไฮโดรเจนซัลไฟด์ยังเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับซัลเฟอร์อินทรีย์และซัลเฟอร์อนินทรีย์ ซัลเฟอร์อินทรีย์รวมถึงสารประกอบที่มีองค์ประกอบของคาร์บอน เช่น เมอร์แคปแทน ไทโออีเทอร์ ฯลฯ ในขณะที่กำมะถันอนินทรีย์ส่วนใหญ่หมายถึงสารประกอบอนินทรีย์เช่น H2S, SO2, SO3 เป็นต้น โดยทั่วไปกำมะถันอินทรีย์นั้นกำจัดได้ยาก ในขณะที่กำมะถันอนินทรีย์นั้นค่อนข้างง่ายที่จะกำจัด
หลักการของถ่านกัมมันต์ในการกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์
ถ่านกัมมันต์เป็นโมเลกุลที่ไม่มีขั้ว และหลักการกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์นั้นทำได้โดยอาศัยปฏิกิริยาการลดออกซิเจนเป็นหลัก ปฏิกิริยาเฉพาะมีดังนี้:H2S + O2 → S (ของแข็ง) + H2O + H2
นอกจากนี้ ถ่านกัมมันต์ที่ชุบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งถ่านกัมมันต์ที่ชุบด้วยโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ (KOH) หรือโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) ยังสามารถกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ในปฏิกิริยาการทำให้เป็นกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพ สูตรปฏิกิริยามีดังนี้:
H2S + 2KOH (เต็มจำนวน) → K2S + 2H2O
ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการดูดซับถ่านกัมมันต์มีอะไรบ้าง?
ขนาด, CTC, ปริมาณการชุบ
ขนาด: ขนาดของอนุภาคถ่านกัมมันต์ส่งผลต่อการไหลในระบบบำบัดและประสิทธิภาพการดูดซับCTC: ยิ่งค่า CTC สูง พื้นที่ผิวจำเพาะที่ชัดเจนก็จะยิ่งมากขึ้น และประสิทธิภาพการดูดซับของถ่านกัมมันต์มักจะสูงขึ้น
ปริมาณการทำให้ชุ่ม: การปรับปริมาณการทำให้ชุ่มสามารถเปลี่ยนประสิทธิภาพการดูดซับของถ่านกัมมันต์ได้ และปริมาณการทำให้ชุ่มที่เหมาะสมสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้
ความชื้นสัมพัทธ์
เมื่อความชื้นสัมพัทธ์เพิ่มขึ้น ฟิล์มของเหลวที่เกิดขึ้นบนเครื่องกำจัดซัลเฟอร์ไรเซอร์จะหนาขึ้น ความต้านทานการถ่ายเทมวลก๊าซจะเพิ่มขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายที่มีประสิทธิผลจะลดลงเล็กน้อย และความชันของเส้นโค้งการเจาะลดลง ในทางกลับกัน ค่าสัมประสิทธิ์การเลิกใช้งานจะลดลงและความจุกำมะถันในการทำงานจะเพิ่มขึ้น เนื่องจากน้ำที่น้อยลงไม่เพียงพอที่จะสร้างฟิล์มน้ำในรูพรุนของถ่านกัมมันต์ หรือปริมาตรของฟิล์มน้ำน้อยลง ตำแหน่งที่ออกฤทธิ์สำหรับปฏิกิริยาจึงลดลงปริมาณออกซิเจนที่เหมาะสม
สภาวะการทำงานของตัวดูดซับเพื่อดูดซับ H2S คือปริมาณออกซิเจน 2% อุณหภูมิ 95 องศา และความเร็วในอวกาศ 1,000-2000h-1 (1,000-2,000 ลูกบาศก์เมตรต่อชั่วโมง)ภายใต้ปริมาณออกซิเจนต่ำ ความสามารถในการดูดซับของตัวดูดซับไม่สูง เมื่อปริมาณออกซิเจนเพิ่มขึ้น ความสามารถในการดูดซับก็จะเพิ่มขึ้น หลังจากเพิ่มขึ้นเป็น 3.5% การเพิ่มปริมาณออกซิเจนจะส่งผลต่อความสามารถในการดูดซับน้อยลง การดูดซับทางกายภาพมีความโดดเด่นระหว่าง 20 ถึง 70 องศา ,การดูดซับสารเคมีจะเด่นที่ 70-95 องศา การดูดซับทางกายภาพเกิดขึ้นที่อุณหภูมิต่ำ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น ผลการดูดซับทางกายภาพจะลดลง ผลการดูดซับสารเคมีจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น และความสามารถในการดูดซับจะลดลงก่อนแล้วจึงเพิ่มขึ้น เมื่อความเร็วลมเพิ่มขึ้น ความสามารถในการดูดซับของตัวดูดซับจะลดลง
ผลของความเข้มข้นของก๊าซต่อการดูดซับไฮโดรเจนซัลไฟด์
ความเข้มข้นของมวลสูง อัตราการเกิดปฏิกิริยาด้วยตาเปล่าเร็ว และอัตราการสะสมของผลิตภัณฑ์รวดเร็ว ดังนั้นจึงเข้าใกล้ความอิ่มตัวอย่างรวดเร็ว ดังนั้นไซต์ที่ใช้งานอยู่บางแห่งจึงไม่ได้ใช้ประโยชน์อย่างเต็มที่ ในทางตรงกันข้าม เมื่อความเข้มข้นของมวลต่ำ ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นค่อนข้างช้า กำมะถันของผลิตภัณฑ์จะค่อยๆ สะสม เพื่อให้บริเวณที่ใช้งานอยู่ถูกใช้อย่างเต็มที่ ดังนั้น ความจุกำมะถันในการทำงานจึงสูงถ่านกัมมันต์ชนิดใดที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในการกำจัด H2S?
ถ่านกัมมันต์ของเสายังเป็นตัวเลือกทั่วไปสำหรับการกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ ถ่านกัมมันต์แบบเสามีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและประสิทธิภาพการดูดซับที่ดี และเหมาะสำหรับการบำบัดไฮโดรเจนซัลไฟด์ในน้ำเสีย พารามิเตอร์ของมันมักจะเป็นดังนี้:
| รายการ | เม็ดคาร์บอนที่เปิดใช้งาน |
| ขนาด | 3 มม. 4 มม. 5 มม |
| ปริมาณการทำให้ชุ่ม | 8-15% |
| ซีทีซี | ≥50% |
แต่สำหรับถ่านกัมมันต์แบบเม็ดที่ไม่มีการชุบ ผลการดูดซับ H2S นั้นมีจำกัด ลูกค้าส่วนใหญ่จะเลือกถ่านกัมมันต์ที่ชุบ KOH หรือคาร์บอนที่ชุบ KI
KOH ชุบคาร์บอน
ปฏิกิริยาเคมีพื้นฐานที่รุนแรงจะขจัด H₂S มันทำปฏิกิริยาโดยตรงกับ H₂S เพื่อสร้างโพแทสเซียมซัลไฟด์: 2KOH + H₂S → K₂S + 2H₂O
ลักษณะของมัน:
• ไม่ต้องพึ่งออกซิเจน
• ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว
• ความจุถูกกำหนดโดยเนื้อหา KOH
KI ชุบคาร์บอน
เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยา KI ออกซิเจนในอากาศจะออกซิไดซ์H₂S ให้เป็นธาตุกำมะถัน:
H₂S + ½ O₂ → S + H₂O (ตัวเร่งปฏิกิริยา KI)
ลักษณะของมัน:
• ต้องการออกซิเจน (≥2ปริมาณปริมาณสัมพันธ์)
• สามารถแปรรูป H₂S + ซัลเฟอร์อินทรีย์ (มีเทนไทออล, ไทโออีเทอร์)
• ปฏิกิริยาเกิดขึ้นในรูพรุนของคาร์บอน โดยมีซัลเฟอร์สะสมอยู่บนผนังรูพรุน
ตามต้นทุนมักเลือกถ่านกัมมันต์ที่ชุบ KOH
กรณีลูกค้า: การกำจัดก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์สำหรับความเข้มข้นของ H₂S สูง
ลูกค้ารายหนึ่งของเราดำเนินธุรกิจโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ ซึ่งความเข้มข้นของไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ในก๊าซชีวภาพดิบอยู่ระหว่าง 4000 ถึง 8000 ppm ข้อกำหนดของพวกเขาคือลดระดับ H₂S ให้ต่ำกว่า 10 ppb เพื่อปกป้องอุปกรณ์ดาวน์สตรีมและเป็นไปตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมและการปฏิบัติงานที่เข้มงวด
หลังจากประเมินองค์ประกอบของก๊าซและเป้าหมายประสิทธิภาพของลูกค้าแล้ว เรายืนยันว่าระบบถ่านกัมมันต์ขั้นตอนเดียวจะไม่เพียงพอ ถ่านกัมมันต์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถรับมือกับปริมาณซัลเฟอร์ที่สูงขนาดนั้นได้ในขั้นตอนเดียว แต่เราแนะนำกระบวนการกำจัดกำมะถันสองขั้นตอนเพื่อให้มั่นใจถึงการกำจัดที่มีประสิทธิภาพและอายุการใช้งานที่ยาวนานของตัวดูดซับ
โซลูชันที่แนะนำประกอบด้วยสองขั้นตอนตามลำดับ:
ขั้นแรก: ตัวกลางกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ของเหล็กออกไซด์หรือซิงค์ออกไซด์เพื่อกำจัด H₂S ส่วนใหญ่ตั้งแต่ 4000–8000 ppm ลงไปที่ระดับที่ต่ำกว่ามาก ขั้นตอนนี้จะดูดซับปริมาณกำมะถันจำนวนมากและป้องกันไม่ให้มีสารขัดเงามากเกินไป
ขั้นตอนที่สอง: KI/KOH ถ่านกัมมันต์ชุบเป็นชั้นขัดเงา คาร์บอนเร่งปฏิกิริยาเฉพาะทางนี้จะดูดซับและออกซิไดซ์ H₂S ที่เหลือได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยให้ความเข้มข้นของทางออกสุดท้ายเหลือต่ำกว่า 10 ppb
หลังจากใช้ระบบสองขั้นตอน ลูกค้าได้รับประสิทธิภาพที่มั่นคง อายุการใช้งานสื่อที่ยาวนานขึ้น และการป้องกันที่เชื่อถือได้สำหรับอุปกรณ์ของพวกเขา ผลลัพธ์ที่ได้คือโซลูชันที่คุ้มค่าและมีเทคนิคทางเทคนิคที่ตรงตามข้อกำหนดด้านการปฏิบัติงานทั้งหมด
