بررسی اثر خواص جاذب اکسید روی در فرآیند سولفورزدایی از گاز طبیعی به منظور ارزیابی عملکرد جاذب‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی کرمانشاه

2 گروه مهندسی شیمی- دانشکده انرژی- دانشگاه صنعتی کرمانشاه

چکیده

گوگرد برای اکثر کاتالیست‌های واحد، یک عامل مسموم کننده است بنابراین، به منظور حذف گوگرد، گاز ورودی تحت عملیات هیدروژناسیون و سولفورزدایی قرار می‌گیرد. در این پژوهش، سولفورزدایی از گاز طبیعی توسط جاذب‌ اکسید روی توسط مدل دانه‌‌ای، مدل-سازی شده‌است. جهت آنالیز خواص جاذب، دو نمونه تجاری تحت آزمایش‌های BET، XRF، SEM و تخلخل سنجی جیوه قرار گرفتند. مقایسه نتایج نشان داد که مدل با خطایی کم‌تر از %2 با داده‌های تجربی تطابق دارد. نتایج بدست آمده از تحلیل حساسیت نشان می‌دهند که تخلخل قرص در محدوده 4/0 تا 55/0 بالاترین زمان شکست را دارا می‌باشد و با افزایش چگالی توده، زمان شکست افزایش و باعث افت فشار بستر می‌شود. مقایسه زمان شکست و کسر تبدیل جاذب‌های تجاری، مشخص کرد که جاذب تجاری تاپسو (نمونه1) برای شرایط عملیاتی به کار رفته، عملکرد بهتری نسبت به جاذب سودکمی (نمونه2) خواهد داشت. زمان شکست و میزان تبدیل جاذب تجاری1 به ترتیب 215 روز و 90درصد و برای جاذب تجاری2، 185 روز و 87 درصد بدست آمده‌است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Atimtay, A.T.(2001), Cleaner energy production with integrated gasification combined cycle systems and use of metal oxide sorbents for H 2 S cleanup from coal gas. Clean products and processes, 2(4): p. 197-208.[1]
 ##
[2] Novochinskii, I.I., et al.,(2004). Low-temperature H2S removal from steam-containing gas mixtures with ZnO for fuel cell application. 1. ZnO particles and extrudates. Energy & Fuels,  18(2): p. 576-583.
 ##
[3] Gibson III, J.B. and D.P. Harrison,(1980). The reaction between hydrogen sulfide and spherical pellets of zinc oxide. Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development, 19(2): p. 231-237.
 ##
[4] Nashtaee, P.S.b. and B. Khoshandam, (2014). Noncatalytic gas-solid reactions in packed bed reactors: a comparison between numerical and approximate solution techniques. Chemical Engineering Communications,201(1): p. 120-152.
 ##
[5] Sampath, B., P. Ramachandran, and R. Hughes, (1975). Modelling of non-catalytic gas—solid reactions—II. Transient simulation of a packed bed reactor. Chemical Engineering Science, 30(1): p. 135-143.
 ##
[6] Hastaoglu, M.A. and B.E. Jibril,(2003).Transient modeling of hydrodesulfurization in a fixed-bed reactor. Chemical Engineering Communications, 190(2): p. 151-170.
 ##
[7] Sohn, H. and J. Szekely, (1972). A structural model for gas-solid reactions with a moving boundary—III: A general dimensionless representation of the irreversible reaction between a porous solid and a reactant gas. Chemical Engineering Science, 27(4): p. 763-778.
 ##
[8] AFSHAR, E.A. and E.H. ALE, (2012). Solution of Noncatalytic Packed Bed Reactors Equations by Finite Element Method.
##
[9] Maya, J.C. and F.C. Janna, (2016).Novel model for non catalytic solid–gas reactions with structural changes by chemical reaction and sintering. Chemical Engineering Science, 142: p.2.268—58.
 ##
[10] Szekely, J. and C. Lin, (1976). The reduction of nickel oxide disks with carbon monoxide. Metallurgical Transactions B, 7(3): p. 493-495.
 ##
[11] Parandin, M.S. and H. Rashidi, (2018). Deep desulfurization of natural gas by a commercial ZnO adsorbent: A mathematical study for fixed-bed reactors. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 59: p. 116-123.
 ##
[12] Monazam, E.R., L.J. Shadle, and D.A. Berry,(2008) Modeling and analysis of S-sorption with ZnO in a transport reactor. Chemical Engineering Science. (10)13: p. 2614-2623.
 ##
]13[یوند واله, شیدا؛ حامد رشیدی و گلشن سیاحت شایسته، ۱۳۹۵، مطالعه CFD توزیع جریان گاز طبیعی در راکتور جداسازی سولفید هیدروژن، سومین کنفرانس بین المللیدستاوردهای نوین پژوهشی در شیمی و مهندسی شیمی، تهران، کنفدراسیون بین المللی مخترعان جهان.
 ##
[14] Khoshandam, B., R. Kumar, and E. Jamshidi,(2005). Simulation of non-catalytic gas–solid reactions: application of grain model for the reduction of cobalt oxide with methane. Mineral Processing and Extractive Metallurgy, 114(1): p. 10-22.
 ##
[15] Turton, R., et al., (2004). Evaluation of zinc oxide sorbents in a pilot-scale transport reactor: sulfidation kinetics and reactor modeling. Industrial & Engineering Chemistry Research,43(5): p. 1235-1243.
 ##
[16] Rashidi, H., H.A. Ebrahim, and B. Dabir,(2013). Reduction kinetics of nickel oxide by methane as reducing agent based on thermogravimetry. Thermochimica acta, 561: p. 41-48.
 ##
[17] Bird, R., W. Stewart, and E. Lightfoot, (2007) Transport Phenomena (revised second ed.) John Wiley & Sons. New York.
 ##
[18] Rosso, I., et al.,(2003). Zinc oxide sorbents for the removal of hydrogen sulfide from syngas. Industrial & Engineering Chemistry Research, 42(8): p. 1688-1697.
 ##
[19] Green, D.W. and R.H. Perry,(1973). Perry's Chemical Engineers' Handbook/edición Don W. Green y Robert H. Perry.
 ##
[20] Salatino, P. and L.(1990). Massimilla, Pressure drop in flow of a nearly critical fluid through packed beds of spheres. Chemical Engineering Communications, 93(1): p. 101-109.