جاذب سولفورزدایی اکسید روی

Name: جاذب سولفورزدایی اکسید روی
Brand: اسمارت کاتالیست
SKU: 11497
Availability: InStock
Rating: 5 (4 reviews)

اکسید روی به عنوان یک جاذب گوگرد در صنايع نفت، گاز، پتروشيمی و واحدهای تولید آمونیاک و اوره مورد استفاده قرار میگیرد. میزان استفاده از جاذب اکسید روی در مجتمع های پتروشیمی داخل کشور 300 تن در سال تخمین زده شده است. هم چنین حذف گوگرد برای حفظ و تامین سلامت محیط زیست نیز مسئله بسیاری حیاتی است. پس از انجام چندین آزمایش و تست روش های مختلف شیمیایی ثابت شده است که جاذب اکسید موثرترین و اقتصادی ترین ماده برای حذف ترکیبات گوگرد و به ویژه H₂S است. از این رو شرکت اسمارت کاتالیست پس از تولید موفقیت آمیز کاتالیست منومر استایرن در جهت بومی سازی این کاتالیست و با هدف کاهش واردات و رفع نیازهای داخلی، روی به تولید جاذب ZnO آورده است. این جاذب در دو گرید Steel plant sulfur removal و Petrochemical sulfur removal تولید شده است.

گریدهای Form Ring و Star Ring 70% افت فشار کمتری داشته و با استفاده از آنها حداکثر ظرفیت جذب به دست می آید. اما پس از سه ماه به دلیل افت فشار، گرید گلوله باید تخلیه شود، حتی اگر 30-20 درصد ظرفیت جذب حاصل نشده باشد. سری جاذب ها و کاتالیزورهای SmartZn برای خالص سازی تقریباً تمام مواد اولیه هیدروکربنی استفاده می شود. این تصفیه معمولاً ترکیبی از واکنش با استفاده از یک کاتالیزور پیش تصفیه است. واکنش اصلی فرآیند گوگردزدایی به شرح زیر است:

H₂S + ZnO → ZnS + H₂O

جاذب zno

جدول زیر یک نمای کلی از خانواده های مختلف مواد SmartZn ارائه می دهد. حذف گوگرد تا کمتر از ppb 10 H₂S ضروری است.

Application	Operating Temp (◦C)	Shape	Composition	Grade
Removal of H₂S, COS, Cl, F, Dust	250-420	Ring 10*6 mm	ZnO	SmartZn221
Removal of H₂S, COS, Cl, F, Dust	250-420	Pellet 10*6 mm	ZnO Al₂O₃	SmartZn330
Removal of H₂S, COS, Cl, F, Dust	250-420	Ring 10*6 mm	ZnO Al₂O₃	SmartZn331
Removal of H₂S, COS, Cl, F, Dust	250-420	Star Ring 10*4 mm	ZnO Al₂O₃	SmartZn340

Physical Properties
SmartZn220	SmartZn210	SmartZn110	Code
Pellet	Pellet	Pellet	Form
6× 6-10	4.5 × 5-10	6 × 6-10	Size, mm
1.1 – 1.3	1.1 – 1.3	1.1 – 1.3	Bulk Density, kg/l
≥ 50	≥ 50	≥ 8	Min. Average Crush Strength, kgf
250-420	250-420	180-420	Operating Temp, ◦C
Chemical Analysis (Nominal, wt%)
> 95	> 90	90 ± 3.0	ZnO
–	–	2 ± 2.0	CuO
Balance	Balance	Balance	Al₂O₃
≤ 2	≤ 5	≤ 10	LOI at 540 ◦C

خواص Zinc oxide adsorbent تولید شده در اسمارت کاتالیست

جاذب غیر سمی
کمترین افت فشار
بدون پودر شدگی
استحکام بالا
قابلیت جذب بسیار بالا
سطح و خلل و فرج بالا
حذف تخلیه و شارژ دایم در فرایندهای فولادی
دارای قابلیت بازیابی

خدمات اسمارت کاتالیست در زمینه تولید جاذب اکسید روی

لازم به ذکر است جاذب اکسید روی نیز مانند سایر تولیدات اسمارت کاتالیست از استاداردهای فنی و کیفی لازمه برخوردار بوده و برای تولید آن موارد زیر به صورت کامل و دقیق بررسی شده اند.

شرایط عملیاتی و فیزیکی
اندازه گیری و سنجش دما و فشار بهینه
میزان غلظت H₂S در خوراک ورودی فرآیند
اندازه گیری بستر کاتالیست های مورد استفاده در طول فرآیند
اندازه گیری ذرات جاذب ZnO

اسمارت کاتالیست موفق شده است یک رویکرد کاتالیزوری بسیار کارآمد به روش سبز را با نانوذرات ZnO به طور موثر نشان دهد. نانوذرات کاتالیزوری ZnO به خوبی با تکنیک XRD مشخص می شوند. این روش چندین مزیت شامل اجتناب از حلالهای آلی مضر، عملکرد بالا، زمان واکنش کوتاه، روش ساده پردازش، سهولت جداسازی و قابلیت بازیافت کاتالیزور را ارائه می دهد.

حذف سولفید هیدروژن از طریق جاذب ZnO

درصدی از سولفید هیدروژن در گاز طبیعی وجود دارد که این ماده می تواند بر کارایی کاتالیزورهای بارگذاری شده در راکتور در طول فرآیند تولید کود شیمیایی و سایر صنایع تأثیر منفی بگذارد و فعالیت کاتالیزورها را در طول عملیات کاهش دهد، زیرا به راحتی توسط فلز نیکل جذب می شود و مکانهای فعال کاتالیزور را اشغال می کند. از این رو باید برای حذف سولفید هیدروژن از خوراک ورودی در صنایع تمهیداتی اندیشید. مقادیر زیادی از آن در صنایع گاز و نفت تولید می شود. سولفید هیدروژن با فرمول شیمیایی H₂S گازی بی رنگ و بی بو است که بسیار خطرناک، سمی و خورنده است. این گاز می تواند هنگام حفر چاه های نفت و گاز به سیالات حفاری نفوذ کند، در همین راستا و برای حفظ سلامت کارگران حفاری، جلوگیری از خوردگی خطوط لوله، تجهیزات و کاهش آلودگی های محیط زیست این گاز خطرناک باید حذف شود. بوی این گاز در هوای تازه با غلظت 0/002 میلی گرم در لیتر کاملا محسوس است و منبع اصلی آلودگی هوا می باشد. با این حال حس بویایی انسان به سرعت خسته می شود و ممکن است در مورد غلظت های بالاتر هشدار ندهد و باعث کما و به مرگ ناشی از نارسایی تنفسی منجر شود. طبق مقررات بین المللی محیط زیست، H2S موجود در گازهای اسیدی باید قبل از انتشار به جو حذف شود.

چندین روش شیمیایی برای حذف سولفید هیدروژن مانند روش های فسفات، اکسید آهن، هیدروکسید، جذب توسط کربن فعال، غربال مولکولی و روش اکسید روی وجود دارد که از میان این روش ها، استفاده از جاذب ZnO برای حذف ترکیبات گوگرد دار، به ویژه H2S موثرتر بوده است. پس از انجام واکنش، نانوذرات ZnO قابل بازیافت و استفاده مجدد بدون از دست دادن فعالیت ظاهری است که این فرآیند را مقرون به صرفه و در نتیجه سازگار با محیط زیست می کند.

اسمارت کاتالیست؛ تولید کننده جاذب اکسید روی ZnO

جاذب اکسید روی تشکیل شده از مخلوطی از ZnO و آلومینا بعنوان بایندر (اتصال دهنده، چسب) . ZnO دارای مقدار بالایی از فلز روی (80٪) است و سینتیک واکنش و ظرفیت جذب آن به خوبی قابل پیش بینی است. این محصول کاندیدای خوبی است زیرا در مقایسه با سایر جاذب ها مانند غربالهای مولکولی یا اکسید روی-تیتانیوم به آسانی در دسترس است. جذب H₂S توسط ZnO (واکنش اکسید روی با سولفید هیدروژن) در طی فرایند گوگردزدایی در واقع با واکنش زیر کنترل می شود که سولفید روی نامحلول بی اثر را تشکیل می دهد.

ZnO + H₂S → ZnS + H₂O

نانوذرات ZnO دارای سطح وسیع و فعالیتهای سطحی زیادی هستند. این ویژگی های کلیدی مهم طیف وسیعی از کاربردهای بالقوه را در صنایع مختلف ارائه می دهد. میزان حذف H₂S توسط اکسید روی بیشتر از اکسید آهن می باشد و آن نیز به دلیل مباحث ترمودینامیکی در امر سولفیداسیون می باشد. میزان بازدهی و عملکرد کاتالیست بستگی به واکنش شیمیایی بین کاتالیست و سولفید هیدروژن برای تشکیل سولفید روی دارد. مقدار سولفید هیدروژن جذب شده توسط اکسید روی به مقدار آن در خوراک و میزان تماس بین آن و بسترحاوی ZnO بستگی دارد.

لازم به ذکر است که روش گوگرد زدایی اکسید روی (شکل پنجره ای توخالی کاتالیزور) نسبت به روش سنتی آن مزیت بالاتری دارد زیرا سوراخ های موجود در سطح کاتالیست باعث جذب گوگرد از داخل و خارج به طور همزمان و بدون تأثیر بر قدرت کاتالیزور می شود.

متداول ترین روش های تولید جاذب اکسید روی

روش های زیادی برای تهیه جاذب های ZnO استفاده شده است، اما متداول ترین آنها روش های حرارتی و شیمیایی می باشد.

روش حرارتی:

روش حرارتی شامل احتراق فلز روی با هوا است که در آن ZnO با مساحت 10 متر مربع بر گرم بدست می آید. خاماس و همکارانش جاذب اکسید روی را از اکسید روی فرآوری شده توسط روش حرارتی تهیه کردند و سپس ZnO با درصد خلوص 95% را با آلومینا و آب مخلوط و شکل دهی کرده و در دمای 150-130 درجه سانتی گراد خشک و سپس در دمای 700 درجه سانتی گراد به مدت دو ساعت کلسینه کرده اند و مشخص شد که آن بیش از 90% جذب H2S داشته است.

روش شیمیایی:

روش شیمیایی در اینجا همان روش رسوبی می باشد. با رسوب روی از نمک های آن (نمک روی) و سپس خشک شدن و کلسینه شدن رسوبات در دمای 350-300 درجه سانتیگراد جاذب ZnO تشکیل می شود.

اکسیدهای روی سنتز شده قادر هستند سولفید هیدروژن را با راندمان بالایی حذف کنند.

معایب جاذب اکسید روی و راه های برطرف سازی آن

کاهش ZnO در فرآیند (به عنوان مثال، در فرآیند تولید گازهای سنتز) که دلیل آن تبخیر عنصر روی در دمای بالاتر از 600 درجه سانتی گراد می باشد که منجر به از دست رفتن جاذب و کاهش ظرفیت حذف می شود.
تشکیل سولفات به هنگام فرآیند سولفورزدایی

ZnO + H₂S → ZnS + H₂O
ZnS + 3H₂O → ZnO +SO₂ +3H₂

به همین منظور از دوپ کردن فلز روی با فلزاتی مانند Co ،Mn و Cu برای افزایش ثبات و عملکرد آن و استفاده از پایه های Al2O3 یا TiO2 برای پایداری میتوان استفاده کرد. هم چنین برای جلوگیری از تشکیل سولفات نیز باید مانع تماس بخارآب (H2O) با ZnS شد زیرا هنگامی که اکسیژن مورد نیاز این واکنش از بخار آب تامین شود باعث تشکیل سولفات می شود.