شبیه سازی ترموسنتیکی بازیابی گوگرد از گازهای اسیدی سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن در یک مبدل غیر کاتالیستی

امروزه یکی از راه حل اصلی برای حذف گازهای اسیدی در خطوط انتقال نفت و گاز و پالایشگاهها فرایند کلاوس می باشد. در این مقاله با استفاده از مکانیزم شیمیایی اسکلتی در یک جریان یک بعدی پلاگ به برررسی اثرات فشار کاری و غلظت خوراک اولیه( گاز ترش، امونیاک، دی اکسید کربن، هیدروکربن، نیتروژن و اکسیژن) در میزان بازیابی گوگرد با استفاده از نرم افزار COMSOL پرداخته میشود. در این تحقیق گازهای اسیدی که شامل شامل ۸۸ درصد H۲S، ۱۰.۵ درصد CO۲، ۰.۴۹ درصد گاز N۲ و ۱.۰۱ درصد CH۴ بوده در یک کوره واکنشی با گاز نمکی که شامل ۵۸.۷ درصد H۲S، ۲.۳ درصد CO۲ ، ۳۸ درصد NH۳، ۰.۴۳ درصد N۲ و ۰.۵۷ درصد CH۴ می باشد بهمراه هوا که شامل ۷۹ درصد N۲ و ۲۱ درصد O۲ است با همدیگر واکنش میدهند. دمای کاری کوره واکنشی در جریان پلاگ ۳۵۰ کلوین در نظر گرفته می شود. دمای خروجی و غلظت های مواد محصول واکنش شامل دی اکسید گوگرد، گوگرد ، دی اکسید کربن و میزان تبدیل گاز اسیدی سولفید هیدروژن به گوگرد توسط نرم افزار COMSOL مورد مطالعه قرار میگیرد. نتایج تحقیق نشان می دهد که با افزایش فشار میزان تبدیل گازهای اسیدی افزایش می یابد و از انجایی که فشار عامل اصلی در واکنشهایی با دمای زیر ۱۵۰۰ کلوین است اثرات فشار بر میزان تولید گوگرد بوضوح دیده می شود. از طرفی با افزایش فشار در طول راکتور دمای خروجی کوره واکنشی نیز افزایش می یابد که چندان مطلوب نمی باشد. همچنین مشاهده میگردد که با کاهش نرخ دبی ورودی گاز سولفید هیدروژن، میزان تولید مونوکسید گوگرد کاهش یافته که تاثیر زیادی در دمای راکتور و میزان بازیابی گوگرد دارد و افزایش نرخ اکسیژن ورودی به راکتور میزان تبدیل سولفید هیدروژن به گوگرد افزایش می یابد .همچنین نتایج تحقیق نشان میدهد که تطابق بسیار خوبی بین حل عددی و داده های تجربی وجود دارد.

Keywords:

کلمات کلیدی: گاز ترش , بازیابی گوگرد , ترموسنتیک شیمیایی , فرایند کلاوس.