Kireçtaşının sülfürik asitle nötralizasyonunun dinamik analizi ve pH kontrolü
Dynamic analysis and pH control of limestone neutralization with sulfuric acid
- Tez No: 104434
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALE HAPOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: PID kontrol, Optimizasyon teknikleri, Çözünme hızı, Dinamik analiz, Hidrojen iyon konsantrasyonu, Kireç taşı, Nötralizasyon, PID denetleme, Sülfürik asit, P1D control, Optimization technique, Dissolution rate, Dynamic analysis, Hydrogen-ion concentration, Limestone, Neutralization, PID control, Sulfuric acid
- Yıl: 2001
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ankara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET Yüksek Lisans Tezi KİREÇTAŞININ SÜLFÜRİK ASİTLE NÖTRALİZASYONUNUN DtNAMİK ANALtZt VE pH KONTROLÜ Gülay TEZCAN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Doç. Dr. Hale Hapoğlu Yapay yollarla ve doğal olaylar sonucu ortaya çıkan başlıca partikül, S02, NOx ve H2S gibi kirleticilerin neden olduğu kirlilik, çevre kirliliği içinde oldukça önemli bir yer tutmaktadır. Hava kirliliği olarak adlandırılan bu durum, doğal hava kalitesinin belirtilen sebeplerden dolayı bozulması olarak açıklanmaktadır. Hava kirliliğini yaratan emisyonların en önemlilerinden birisi kükürtdioksit (S02) gazıdır. S02 gazı, hava içerisindeki su buharı ile birleşerek sülfürik asit damlacıklarım oluşturmaktadır. Oluşan damlacıklar asit yağmurları olarak yeryüzüne inmekte ve tüm canlı ve cansız varlıkları tahrip etmektedir.Literatürde baca gazından S02 giderimi ile ilgili 200'ün üstünde proses verilmektedir. Bu proseslerden 20 kadarı endüstride kullanılmaktadır. Bu prosesler genel olarak yaş ve kuru sistemler olarak sınıflandırılabilir. Yaş baca gazı desülftlrizasyon proseslerinde toz halindeki kireçtaşı çözülür ve sıvı fazda absorplanan S02'nin oluşturduğu asitliği nötralize eder. Bu olayda önemli basamaklar S02 absorpsiyonu, HSOı" oksidasyonu, kireçtaşı çözünmesi, alçı taşı oluşumudur. Bilindiği gibi çözünebilen tuzların kireçtaşı çözünürlük hızına etkisi vardır. Bu çalışmada kireçtaşı süspansiyonu sülfürik asitle titre edilmiş ve bu olayın çözünme hızı gözlenmiştir. Kireçtaşı çözünme hızı ve sistemin dinamik özellikleri ceketli, sürekli bir reaktörde incelenmiştir. pH' ı sabit tutmak için reaktör içindeki kireçtaşı-su süspansiyonuna H2S04 çözeltisi eklenmiştir. Reaktör ceketinden sıcak su geçirilerek reaktör sıcaklığı sabit tutulmuştur. Besleme akış hızı bilgisayarla on-line ayarlanan pompa ile kontrol edilmiştir. pH, reaktör sıcaklığı gibi dinamik özellikler de on-line olarak bilgisayar ile gözlenmektedir. Kireçtaşının H2S04 ile titre edildiği bu çalışmada sürekli reaktöre Box-Wilson optimizasyon metodu uygulanmıştır. Kireçtaşının H2S04 ile titrasyonunda CaCOj' ün dönüşümünün istatistiksel modeli bulunmuştur. İstatistiksel model için iki seviyeli faktöriyel tasarım kullanılmıştır. İstatistiksel modeli kullanarak optimum işletim şartlarını bulmak için Box- Wilson' un dik yokuş yöntemi kullanılmıştır. Dönüşüm üzerine etkisi olan dört tane bağımsız değişken seçilmiştir. Bunlar sıcaklık, pH, partikül büyüklüğü ve katı-sıvı oranıdır. Dönüşüm ise bağımlı değişken olarak seçilmiştir. Dönüşümün işletim koşullarına bağlılığını tanımlamak için birinci mertebeden istatistiksel model düşünülmüştür. Sonuçta optimum pH, sıcaklık, katı- sıvı oranı ve partikül büyüklüğü bulunmuştur. Modelin deneysel verilere uygunluğunu kontrol etmek için Student t ve Fischer' in F testleri uygulanmıştır. Reaktör optimum koşullarda kontrol edilmiştir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Master Thesis DYNAMIC ANALYSIS AND pH CONTROL OF LIMESTONE NEUTRALISATION WITH SULFURIC ACID Gülay TEZCAN Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor: Assoc.Praf.îfeie HAFOOU Pollution can be caused by pre-eminently pollutants such as particle, SO;, NOx and H2S in the earth's atmosphere. They play a major role in environmental pollution by both natural and artificial means. This situation is known as air pollution and it is defined as being deterioration in the quality of the air as a result of such phenomena. One of the foremost air- polluting emission is sulfur-dioxide gas. SO2 combines with water vapour in the air and then this gas forms the droplets of sulfuric acid, which fall to the ground as acid rain, causing harm to the everything living and non-living. Over two hundred processes were given in literature for the removal of SO; from Hue gases and among these processes about twenty of them have been used in power plants and in other industries. These processes can be classified mainly as wet and dry ones. In the wet limestone tlue gas desulfurization process, powdered limestone dissolves and neutralises acidity produced by SO2 absorption in the liquid phase. All the important rate-determining steps are absorption of SO2, oxidation of HS05", dissolution of limestone and crystallisation of gypsum. As it is known, the soluble salts have an effect on the dissolution rate of the limestone. In the present work, limestone slurries were titrated with sulfuric acid and the dissolution rate was observed. The dissolution rate of the limestone and the dynamic properties of the system were observed in ajacketed continuous reactor. A sulfuric acid solution (H2SO4) was titrated into a limestone slurry in the reactor to maintain the pH. The reactor temperature was kept constant with hot water passing through the jacket of reactor. Feed flow rate is controlled by using pump adjusted by on-line computer. The dynamic properties such as pH, temperature of the reactor are observed with the on-line computer. Box-Wilson optimization technique was. applied to the jacketed continuous reactor in which lime stone slurry was titrated with sulfuric acid. The identification of statistical model for conversion of CaCOj under H2SO.1 titration has been realized. Two level factorial experimental design was used to identify a statistical model. In order to find the optimal operating conditions by using the statistical model, Box-Wilson's steepest ascent method was used. Four independent variables which have an effect on conversion were selected. These were temperature, pH, particle size and solid/liquid ratio. The conversion was selected as the dependent variable. A first order statistical model was considered to illustrate the dependence of the conversion on the operating parameters. Optimum pH, temperature, solid/liquid ratio and particle size were determined. Two statistical tests Student's t and Fisher's F were applied to see how well the model fitted the experimental data. The reactor was controlled to keep the optimal condition.
Benzer Tezler
- Söğüt (GD Bilecik) yöresindeki mesozoyik yaşlı tortul istifinin stratigrafisi ve sedimantolojik incelenmesi
Stratigraphical and sedimentological investigation of the mesozoic sedimentary units of Söğüt area (se Bilecik)
ERDOĞAN TEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Jeoloji MühendisliğiAnkara ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BAKİ VAROL
- Yaygın gelişimsel bozukluğu (Otizm spektrumu) olan çocuklarda klinik ve elektroensefalografi bulguları.
Başlık çevirisi yok
SEMİH AYTA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2006
Nörolojiİstanbul ÜniversitesiNöroloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEFKURE ERAKSOY
- Ayvalı (Isparta ili) ve dolayının jeolojisi
Başlık çevirisi yok
KAMİL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMineraloji-Petrografi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YÜCEL YILMAZ
- Sipahiler (Isparta ili) ve dolayının jeolojisi
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA BOZCU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiJeoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YÜCEL YILMAZ