حذف آلاینده دی اکسید گوگرد همراه با هوا توسط آمونیاک مایع و تبدیل به کود آمونیم سولفات

حفاظت از محیط زیست و کاهش اثرات منفی مواد آلوده کننده بر موجودات زنده، یکی از مهمترین موضوعات در عصر حاضر است. احتراق ناشی از سوخت های فسیلی، منبع اصلی آلاینده های هوا، مانند دی اکسید گوگرد است. دی اکسید گوگرد در شهر های بزرگ و ناحیه های، صدمات متعددی را برای موجودات زنده و محیط زیست ازجمله باران های اسیدی و مشکلات تنفسی بوجود می آورد. یکی از روش های حذف دی اکسید گوگرد با توجه به محصولات تولیدی که تاحدودی مورد اقبال صنایع قرار گرفته است، استفاده از آمونیاک می باشد. این فرایند محصولات جانبی متنوعی داشته که یکی از با ارزش ترین آنها، آمونیوم سولفات است. در انجام این پایان نامه، یک سیستم آزمایشگاهی برای حذف دی اکسید گوگرد با استفاده از آمونیاک طراحی و ساخته شد و در طی آن تاثیر مشخصه هایی مانند غلظت دی اکسید گوگرد در گاز ورودی (در محدوده ppm 4600-600)، شدت جریان گاز ورودی(در محدوده 5/0-5/2 لیتر بر دقیقه)، غلظت جاذب دی اکسید گوگرد(در محدوده 0-4/0 نرمال) و دما (در محدوده 12-36 درجه سانتی گراد) بر راندمان حذف دی اکسید گوگرد و خلوص آمونیوم سولفات به عنوان دو تابع هدف، در پالایشگاه اصفهان، مورد بررسی قرار گرفتند. در مشخص کردن تعداد آزمایش ها و مقادیر هرکدام از متغیرها در هر آزمایش و ارزیابی نتایج از روش آماری سطح پاسخ بهره گرفته شد. اندازه گیری غلظت دی اکسید گوگرد در فاز گاز توسط آنالایزر testo صورت پذیرفت. درصد خلوص آمونیوم سولفات در هر آزمایش براساس تحلیل نتایج آزمون پراش اشعه ایکس (xrd) بدست آمد. بر این اساس، آمونیوم سولفات محصول عمده تولیدی بوده و ترکیبات آمونیوم سولفیت و آمونیوم پری سولفیت نیز به عنوان دو محصول جانبی تولید شدند. مدل های ارائه شده برای هر دو تابع هدف، با متغیرهای تاثیرگذار به صورت مدل مرتبه دوم حاصل شد. نتایج نشان می دهد، حداقل راندمان حذف دی اکسید گوگرد 87/93 درصد و حداکثر100 درصد است. مدل برازش شده براساس ضریب همبستگی 9011/0 =r^2 ، از صحت قابل قبولی برخورداراست. همچنین حداکثر محصول آمونیوم سولفات تولیدی در این پژوهش در شرایط غلظت دی اکسید گوگرد ورودی ppm 2600، دمای 24 درجه سانتی گراد، دبی هوای آلوده 5/1 لیتر بر دقیقه و غلظت آمونیاک 2/0 نرمال، برابر 1/65 درصد وحداقل برابر صفر( در شرایط استفاده از آب خالص به عنوان جاذب) بدست آمد. تاثیرگذارترین عامل بر راندمان حذف دی اکسید گوگرد، غلظت آمونیاک مشاهده شد (0013/0=prob>f). افزایش غلظت آمونیاک سبب افزایش راندمان خذف دی اکسید گوگرد و کاهش خلوص محصول آمونیوم سولفات می شود. بر خلاف پژوهش های پیشین، به دلیل کوچک بودن بازه تغییرات دما، اثر دما بر روی راندمان حذف شاخص نبود. افزایش دما، همانند اثر غلظت دی اکسید گوگرد ورودی، سبب کاهش خلوص محصول مورد نظر گردید. در غلظت های بالا و پایین محدوده تغییرات غلظت دی اکسید گوگرد ورودی، راندمان حذف دی اکسید گوگرد بیشینه شد. همچنین دبی اثر مستقلی بر دو تابع هدف نداشت ولی تشدید کننده عوامل دیگر بود.