Isı Transfer Yağında Kükürt Dioksit Absorpsiyonu Ve Kütle İletimi Hesaplamaları

Abstract

Kükürt dioksit yanma prosesleri sonucu açığa çıkan başlıca kirleticilerdendir ve günümüzde en yaygın olan kirleticidir. Bazı kükürt dioksit çıkışları alkali çözeltilerle yıkanarak ve amin, kireçtaşı veya dolomit gibi malzemelerle kimyasal reaksiyona sokularak kükürt dioksit doğaya zararlı başka forma çevrilmektedir. Kükürt dioksitin elementel kükürde çevrilmesinin çevresel büyük avantajları olmasına karşılık, bunun için çeveresel açıdan kabul edilebilir ve ekonomik bir proses bulunmamaktadır. Diğer bir alternatif proses polar çözücüler ile fiziksel absorpsiyonun yapılmasıdır. Bu çalışmada, apolar bir çözücü seçilmiştir. Çözücü BP firmasının ticari olarak sattığı yüksek yanma ve kaynama noktasına sahip ısı transfer yağı Transcal N’dir. Bu çalışmanın amacı 293 K – 313 K sıcaklıları arasında yağın absorpsiyon kapasitesini belirlemek ve gerekli kütle iletimi hesaplamalarını yapmaktır. Ayrıca, yağın kimyasal yapısının netlik kazanması, ortalama molekül ağırlığının ve kaynama aralığının belirlenmesi de bu çalışmanın hedeflerindendir. Bu çalışmada yağın absorpsiyon kapasitesi dört farklı şekilde ifade edilmiştir: standard basınçta mol kesri, Henry sabiti, Ostwald katsayısı ve birim hacim çözücüdeki kükürt dioksit çözünürlüğü olarak ifade edilmiştir.

Sulfur dioxide is one of the major pollutants arisen from combustion processes and today, it is probably the most widespread air pollutant. Some sulfur dioxide streams are scrubbed with an alkali solution performing a chemical reaction with an amine or a solid substance such as limestone or dolomite, which in turn generates wastes that pose other pollution problems. While the conversion of sulfur dioxide to elemental sulfur has many environmental advantages, no processes exist that are environmentally acceptable and economically viable. An alternate purification process for sulfur dioxide is physical absorption with polar organic solvents. In this research, a non-polar absorbing solvent has been selected. The solvent is heat transfer oil, commercial product of BP Company, with high flash, fire and boiling points that can be used at high flue gas temperatures. The aim of this research is to determine the sulfur dioxide absorption capacity of heat transfer oil and make necessary mass transfer calculations in 293 K to 313 K temperature interval. Determination of the chemical composition, average molecular weight and boiling range of the heat transfer oil, Transcal N, have also been studied in this research. In this study, the sulfur dioxide solubility in heat transfer oil is expressed in four different units; mole fraction of sulfur dioxide at standard pressure, Henry’s constant, Ostwald’s coefficient and solubility in unit volume of solvent.