Cos'è l'idrogeno solforato?
L'idrogeno solforato è un gas incolore e infiammabile caratterizzato dal suo forte odore di uova marce. Si trova naturalmente nel petrolio greggio, nel gas naturale, nei gas vulcanici e nelle sorgenti termali. Negli ambienti industriali, si trova comunemente nelle operazioni di petrolio e gas, negli impianti di trattamento delle acque reflue e nelle cartiere.Quanto è tossico l'idrogeno solforato per gli esseri umani?
L'idrogeno solforato è altamente tossico per l'uomo, con effetti che variano in base alla concentrazione e alla durata dell'esposizione:A basse concentrazioni (0,00011-0,00033 ppm), è rilevabile dall'olfatto.
A 10-20 ppm può causare irritazione agli occhi.
A 50-100 ppm provoca irritazione e danni alle vie respiratorie.
A 100-150 ppm può causare affaticamento olfattivo, rendendo il gas non rilevabile dall'odore.
Concentrazioni superiori a 700 ppm possono portare alla perdita di coscienza e alla morte in pochi minuti.
L'esposizione cronica a livelli più bassi può causare mal di testa, affaticamento e sintomi neurologici.
Metodi di rimozione dell'idrogeno solforato
La scelta di un metodo di rimozione dell'idrogeno solforato adeguato richiede la considerazione di molteplici fattori, come la concentrazione di H₂S, il volume di trattamento, la temperatura, la pressione e l'economia. Nelle applicazioni pratiche, per ottenere il miglior effetto terapeutico viene spesso utilizzata una tecnologia di trattamento completa che combina più metodi.Adsorbimento su carbone attivo
L'enorme area superficiale specifica e l'esclusiva struttura dei pori del carbone attivo possono assorbire efficacemente le molecole di idrogeno solforato nel gas. Il carbone attivo può anche essere ulteriormente migliorato mediante modificazione della superficie, come l'impregnazione alcalina, per migliorare ulteriormente l'efficienza di rimozione dell'idrogeno solforato.Adsorbimento a setaccio molecolare
I setacci molecolari con dimensioni dei pori specifiche possono assorbire selettivamente le molecole di idrogeno solforato. Questo metodo è ampiamente utilizzato nella purificazione del gas naturale.Metodo dell'ossido di ferro
L'ossido di ferro o l'idrossido di ferro come assorbente può reagire chimicamente con l'idrogeno solforato per generare solfuro di ferro. Questo metodo è semplice e facile da usare ed è adatto per il trattamento dell'idrogeno solforato a bassa concentrazione.Metodo di lavaggio alcalino
Soluzioni alcaline come soluzioni di idrossido di sodio possono assorbire idrogeno solforato per formare solfuri solubili. Questo metodo è efficiente, ma il costo operativo è elevato.In che modo il carbone attivo rimuove l'idrogeno solforato?
Il carbone attivo rimuove l'idrogeno solforato attraverso una combinazione di adsorbimento fisico e reazioni chimiche.
Adsorbimento fisico: l'estesa struttura dei pori del carbone attivo fornisce un'ampia superficie per l'adsorbimento, che può assorbire l'idrogeno solforato. Ad esempio, il carbone attivo del guscio di noce di cocco offre un'elevata capacità di assorbimento ed efficienza per l'H₂S grazie alla sua struttura microporosa. Inoltre, il carbone attivo a base di carbone fornisce un buon equilibrio di micro e mesopori, adatto per applicazioni con contaminanti misti.
Chemisorbimento: in presenza di ossigeno e umidità, l'H₂S può reagire sulla superficie del carbonio per formare zolfo elementare.
La reazione: 2 H₂S + O₂ → 2 S + 2 H₂O
Ossidazione catalitica: alcuni carboni attivi possono catalizzare l'ossidazione di H₂S in acido solforico.
La reazione: 2 H₂S + 3 O₂ → 2 H₂SO₄
Carbone attivo impregnato
L'impregnazione aumenta significativamente la capacità di rimozione dell'H₂S del carbone attivo. Gli impregnanti comuni includono:Idrossido di potassio (KOH): il carbonio impregnato con KOH aumenta il pH della superficie del carbonio.
Reazione: H₂S + 2 KOH → K₂S + 2 H₂O
Il K₂S risultante può ossidarsi ulteriormente a K₂SO₄.
Idrossido di sodio (NaOH): è simile al KOH e aumenta l'alcalinità.
Reazione: H₂S + 2 NaOH → Na₂S + 2 H₂O
Ioduro di potassio (KI): catalizza l'ossidazione di H₂S a zolfo.
Reazione: 2 H₂S + O₂ → 2 S + 2 H₂O (catalizzata da KI)
Ossidi metallici (ad esempio ossido di rame, ossido di ferro): reagisce con H₂S per formare solfuri metallici, come CuO + H₂S → CuS + H₂O.
Processo di impregnazione:
• Il carbone attivo viene immerso in una soluzione contenente l'impregnante.• Il carbone viene quindi essiccato e talvolta trattato termicamente per distribuire uniformemente l'impregnante.
• Il livello di impregnazione varia tipicamente dall'1% al 15% in peso, a seconda dell'applicazione.
Fattori che influenzano le prestazioni di adsorbimento dell'idrogeno solforato:
• Umidità: un'umidità più elevata generalmente migliora la rimozione di H₂S per i carboni impregnati.• Temperatura: temperature più basse solitamente favoriscono l'adsorbimento.
• Tempo di contatto: tempi di contatto più lunghi aumentano l'efficienza di rimozione.
• Concentrazione di H₂S: concentrazioni più elevate possono richiedere carboni maggiormente impregnati.
In pratica, la scelta del carbone attivo e del metodo di impregnazione dipende dall'applicazione specifica, dalla concentrazione di H₂S, dalla presenza di altri contaminanti e dalle condizioni operative. Per ottenere prestazioni ottimali, è spesso necessario condurre test di laboratorio o studi pilota per determinare il tipo di carbone attivo e di impregnazione più efficace per un determinato scenario.
Conclusione
L’idrogeno solforato (H₂S) è un composto comune ma tossico che rappresenta una seria minaccia per la salute umana. Il carbone attivo è uno dei metodi efficaci per rimuovere H₂S, che si ottiene attraverso una combinazione di adsorbimento fisico e reazione chimica. Diversi tipi di carbone attivo (come a base di guscio di cocco, a base di carbone) e trattamenti di impregnazione (come KOH, NaOH, KI, ecc.) possono migliorare significativamente l'efficienza di rimozione.Zhulin Carbon si concentra sulla fornitura di soluzioni efficienti per la rimozione dell'idrogeno solforato. Offriamo molti tipi di prodotti a base di carbone attivo, tra cui carbone attivo granulare, granuli colonnari di carbone attivo e carbone attivo in polvere, per soddisfare una varietà di esigenze applicative. Il nostro team di esperti può personalizzare la soluzione migliore per te. Contattaci oggi per risolvere il tuo problema di idrogeno solforato.
