استفاده از اکسید منیزیم به‌عنوان یک جاذب مؤثر برای آلایند‌ها

به گزارش مجله خبری نگار به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، علی بخشی آنی دانش آموخته دکترای دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «بررسی تجربی و مدل‌سازی سینتیک واکنش SO۲ با جاذب اکسید منیزیم توسط مدل حفره اتفاقی» گفت: امروزه یکی از آلاینده‌های اصلی هوا، گاز SO۲ است که اثرات جبران‌ناپذیری بر محیط‌زیست دارد. این گاز در اتمسفر با بخار آب واکنش داده و اسیدسولفوریک تولید می‌کند و موجب ایجاد باران اسیدی می‌شود.
وی ادامه داد: باران اسیدی موجب نابودی گیاهان، آبزیان، پوشش مراتع طبیعی و کشاورزی می‌شود. از منابع اصلی تولید SO۲ می‌توان به واحد‌های تشویه سنگ معدنی (Roasting) مس و روی در صنایع متالورژی، نیروگاه‌های برق زغال‌سنگی، پالایشگاه‌های گاز طبیعی و وسایل نقلیه‌ای که از سوخت‌های فسیلی استفاده می‌کنند، اشاره کرد.
بخشی آنی افزود: برای جلوگیری از ورود گاز SO۲ از صنایع آلاینده به هوا از فرآیند گوگردزدایی از گاز دودکش (FGD) استفاده می‌شود. فرآیند FGD به دو دسته فرآیند‌های دورریز (Throwaway FGD) و قابل بازیابی (Regenerative FGD) تقسیم‌بندی می‌شود. فرآیند دورریز عمدتاً در خصوص صنایع آلاینده‌ای که غلظت SO۲ خروجی از دودکش آن‌ها کم است (مثل نیروگاه‌های برق)، استفاده می‌شود.
به گفته وی، پرکاربردترین جاذب مورداستفاده فرآیند دورریز، آهک یا اکسید کلسیم است که از گذشته دور در این فرآیند مورداستفاده قرار می‌گرفته است.
این محقق دانشگاه صنعتی امیرکبیر خاطرنشان کرد: با توجه به اینکه ایران یکی از کشور‌های دارای معادن غنی منیزیت (MgCO۳) است، در این پژوهش برای اولین بار مطالعه جامعی درباره امکان استفاده از اکسید منیزیم به‌عنوان جاذب گاز آلاینده SO۲ در فرآیند دورریز خشک (به‌عنوان جایگزینی مناسب برای آهک) صورت پذیرفت.
بخشی آنی ادامه داد: یافتن کاربرد‌های جدید در خصوص مواد معدنی، موجب ایجاد ارزش‌افزوده بیشتر در زنجیره صنایع معدنی کشور می‌شود. علاوه بر این، درنتیجه واکنش گاز SO۲ با جاذب MgO، منیزیم سولفات (MgSO۴) به‌عنوان یک محصول جانبی تولید می‌شود (به‌عنوان یک روش جدید) که دارای کاربرد گسترده در کشاورزی است. تولید منیزیم سولفات موجب افزایش بازدهی اقتصادی فرآیند جذب دی‌اکسید گوگرد به‌وسیله اکسید منیزیم می‌شود.
وی اضافه کرد: علاوه براین یکی از مشکلات همیشگی جاذب‌های فرآیند دورریز خشک، انسداد حفرات در خلال واکنش به علت تشکیل لایه محصول است که در این پژوهش از روش اسید شویی به‌منظور حل این مشکل استفاده‌شده است. یافتن شرایط بهینه عملکرد راکتور بستر آکنده جذب دی‌اکسید گوگرد از دیگر اقدامات انجام‌شده در این پژوهش است. نتایج حاصل از تست‌های آزمایشگاهی و مدل‌سازی ریاضی بیانگر این موضوع است که منیزیوم اکسید جاذبی بسیار مؤثر و دارای سرعت واکنش و بازده جذب بالاتری نسبت به سایر جاذب‌ها است.
این محقق ادامه داد: معرفی جاذب منیزیوم اکسید به‌عنوان یک جاذب بسیار مؤثر در جذب گاز آلاینده SO۲ در فرآیند دورریز خشک از مهم‌ترین نتایج حاصل از پژوهش انجام‌شده است. همچنین ارائه یک روش جدید و اقتصادی برای تولید MgSO۴، بهینه‌سازی شرایط عملیاتی راکتور بستر آکنده و حل مشکل تبدیل ناقص جاذب به علت انسداد حفرات با استفاده از روش اسید شویی از دیگر اقدامات انجام‌شده در پژوهش است.
وی با اشاره به ویژگی‌های این طرح گفت: «بررسی جامع امکان استفاده از منیزیوم اکسید به‌عنوان جاذب مؤثر SO۲ در فرآیند دورریز خشک برای اولین بار»، «محاسبه ثوابت سینتیکی واکنش MgO+SO۲»، «بررسی عملکرد جاذب‌های معدنی در راکتور بستر آکنده و به دست آوردن منحنی‌های تجربی شکست»، «مدل‌سازی تست‌های سینتیکی و منحنی‌های تجربی شکست با استفاده از مدل ریاضی پیشرفته RPM»، «بهینه‌سازی عملکرد راکتور بستر آکنده»، «بهبود عملکرد جاذب‌ها با استفاده از فرآیند اسید شویی» از ویژگی‌های این طرح به شمار می‌رود.
محقق دانشگاه امیرکبیر تأکید کرد: بررسی جامع امکان استفاده از MgO به‌عنوان جاذب مؤثر SO۲ در فرآیند دورریز خشک برای اولین بار در این پژوهش صورت پذیرفته است. پژوهش‌های قبلی انجام‌شده در خصوص این جاذب بسیار اندک و ناقص بوده است.
وی درباره کاربرد‌های این پروژه گفت: استفاده از MgO به‌عنوان جاذب مؤثر گاز SO۲ در خروجی دودکش صنایع آلاینده برای جلوگیری از ورود دی‌اکسید گوگرد به محیط‌زیست از کاربرد‌های این پروژه به شمار می‌رود.
گفتنی است: استاد راهنمای این پروژه حبیب آل ابراهیم عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر است.