PL230794B1 - Sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza - Google Patents

Sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza

Info

Publication number
PL230794B1
PL230794B1 PL407083A PL40708314A PL230794B1 PL 230794 B1 PL230794 B1 PL 230794B1 PL 407083 A PL407083 A PL 407083A PL 40708314 A PL40708314 A PL 40708314A PL 230794 B1 PL230794 B1 PL 230794B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
sorption
air
gaseous
ammonia
titanium dioxide
Prior art date
Application number
PL407083A
Other languages
English (en)
Other versions
PL407083A1 (pl
Inventor
Antoni Waldemar Morawski
Ewelina Kusiak-Nejman
Agnieszka Maria Wanag
Joanna Kapica
Łukasz Kowalczyk
Original Assignee
Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny W Szczecinie filed Critical Zachodniopomorski Univ Technologiczny W Szczecinie
Priority to PL407083A priority Critical patent/PL230794B1/pl
Publication of PL407083A1 publication Critical patent/PL407083A1/pl
Publication of PL230794B1 publication Critical patent/PL230794B1/pl

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza z wykorzystaniem ditlenku tytanu charakteryzuje się tym, że mieszaninę SO2 z powietrzem przepuszcza się przez złoże, przemysłowego kwasu metatytanowego, który wcześniej poddaje się obróbce termicznej w temperaturze 100 - 700°C w atmosferze gazowego amoniaku. Korzystnie po wysuszeniu materiał przemywa się wodą destylowaną.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza z wykorzystaniem ditlenku tytanu.
Postęp cywilizacyjny oraz rozwój przemysłu przyczyniają się nie tylko do poprawy standardów życia, ale również mogą wywierać negatywny wpływ na środowisko, przede wszystkim przez wzrost emisji zanieczyszczeń do atmosfery. Zanieczyszczenia powietrza z kolei wywierają niejednokrotnie negatywny wpływ na zdrowie ludzi (Kim, K.H., Jahan, S.A. and Kabir, E., A review on human health perspective of air pollution with respect to allergies and asthma, Environment International, 2013, 59, 41 -52). Emisja SO2 z procesów spalania, produkcji, rolnictwa i transportu, należy do głównych, antropogenicznych zanieczyszczeń powietrza. Obecność ditlenku siarki w atmosferze jest bardzo niekorzystna ze względu na duże prawdopodobieństwo zachodzenia tam przemian chemicznych (w kontakcie z wodą SO2 ulega przekształceniu w kwas siarkowy, (Usher, C.R., Michel, A.E. and Grassian, V.H., Reactions on Minerał Dust, Chemical Reviews, 2003, 103, 4883-4939)), który jest bardzo niebezpieczny nie tylko dla ludzi, ale również dla środowiska przyrodniczego. Powoduje między innymi powstawanie kwaśnych deszczy, zakwaszanie gleb, a także przyczynia się do degradacji budynków oraz zabytków architektury. W związku z tym ważne jest usunięcie lub zminimalizowanie stężenia SO2 przed wprowadzeniem do atmosfery.
Do jednych z najczęściej stosowanych sposobów usuwania SO2 należą procesy adsorpcji na węglach aktywnych (Atanes, E., Nieto-Marquez, A., Cambra, A., Ruiz-Perez, M.C and Fernandez-Martinez, F., Adsorption of SO2 onto waste cork powder-derived activated carbons, Chemical Engineering Journal, 2012, 212-212, 60-67; Martin, C„ Perrard, A., Joly, J.P., Gaillard, F. and Delecroix, V., Dynamie adsorption on activated carbons of SO2 traces in air I. Adsorption capacities, Carbon, 2002, 40, 2235-2246; Arcibar-Orozco, J.A., Rangel-Mendez, J.R. and Bandosz, T.J., Reactive adsorption of SO2 on activated carbons with deposited iron nanoparticles, Journal of Hazardous Materials, 2013, 246 -247,300-309). Ostatnio jednak można zaobserwować wzrost zainteresowania procesami adsorpcji SO2 na powierzchni ditlenku tytanu ze względu na jego wysoką powierzchnię właściwą, dużą objętość porów, obecność grup - OH czy powierzchnię o strukturze mezoporowatej (Ao, C.H., Lee, S.C., Zou, S.C. and Mak, C.L., Inhibition effect of SO2 on NOX and VOCs during the photodegradation of synchronous indoor air pollutants at parts per billion (ppb) level by TiO2. Applied Catalysis B: Environmental, 2004, 49, 187-193; Baltrusaitis, J., Jayaweera, P.M. and Grassian, V.H., Sulfur Dioxide Adsorption on T1O2 Nanoparticles: Influence of Particie Size, Coadsorbates, Sample Pretreatment, and Light on Surface Speciation and Surface Coverage, The Journal of Physical Chemistry C, 2011, 115, 492-500; Zhang, C. and Lindan, P.J.D., A density functional theory study of sulphur dioxide adsorption on rutile T1O2 (110), Chemical Physics Letters, 2003, 373, 15-21; Wanbayor, R. and Ruangpornvisuti, V., Adsorption of di-, tri- and polyatomic gases on the anatase T1O2 (0 0 1) and (1 0 1) surfaces and their adsorption abilities, Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, 2010, 952, 103-108; Winter, M., Hamal, D., Yang, X., Kwen, H., Jones, D., Rajagopalan, S. and Klabundc, K.J., Defining reactivity of solid sorbents: what is the most appropriate metric, Chemistry of Materials, 2009, 21, 2367-2374). Z polskiego zgłoszenia patentowego P.397115 znany jest sposób modyfikacji ditlenku tytanu do sorpcji SO2 z gazów, który charakteryzuje się tym, że anatazowy ditlenek tytanu wygrzewa się w mieszaninie par węglowodorów i amoniaku w temperaturze od 100 do 600°C. Pozwala to na uzyskanie T1O2 o zmienionym potencjale zeta, wykazuje wyższą adsorpcję kwaśnych gazów. Anatazowy ditlenek tytanu modyfikuje się węglem (węglowodór) i azotem (amoniak). Korzystnie mieszaninę par węglowodorów i amoniaku uzyskuje się w wyniku przepuszczania par gazowego amoniaku przez ciekły węglowodór. Korzystnie mieszaninę par węglowodorów i amoniaku uzyskuje się w wyniku przepuszczania gazowego węglowodoru przez roztwór wody amoniakalnej. Korzystnie mieszaninę par węglowodorów i amoniaku uzyskuje się w wyniku wprowadzania gazowego amoniaku i przepuszczania azotu przez ciekły węglowodór. Korzystnie mieszaninę par węglowodorów i amoniaku uzyskuje się w wyniku przepuszczania azotu przez ciekły węglowodór i wodę amoniakalną.
Sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza, według wynalazku, z wykorzystaniem ditlenku tytanu charakteryzuje się tym, że mieszaninę SO2 z powietrzem przepuszcza się przez złoże, przemysłowego kwasu metatytanowego, który wcześniej poddaje się obróbce termicznej w temperaturze 100-700°C w atmosferze gazowego amoniaku. Korzystnie po wysuszeniu materiał przemywa się wodą destylowaną do zaniku jonów siarczanowych w przesączu.
PL 230 794 Β1
Sposób sorpcji gazowego SO2 na złożu składającym się z kwasu metatytanowego, według wynalazku przedstawiono w przykładach, przy czym przykład pierwszy jest przykładem porównawczym.
Przykład 1
Uwodniony kwas metatytanowy, zawierający poprodukcyjne pozostałości kwasu siarkowego (H2SO4), stanowi materiał wyjściowy do otrzymywania sorbentu do usuwania gazowego SO2. W pierwszym etapie modyfikacji około 20 g wodnej zawiesiny kwasu metatytanowego zawierającego około 35% wag. T1O2 około 70% wag. wody i resztkowy kwas siarkowy w ilości około 8% wag. w stosunku do T1O2, umieszczono w tyglu i kalcynowano w piecu rurowym (Nabertherm R40/250/12-C40 (Lilienthal, Niemcy) przez 4 godziny w atmosferze gazowego amoniaku. Materiał wygrzewano w temperaturach 100, 500 i 700°C. Podczas modyfikacji w piecu zachodziła reakcja chemiczna pomiędzy grupami siarczanowymi (SO42 ) obecnymi w materiale wyjściowym a gazowym amoniakiem. W wyniku tej reakcji powstał siarczan (VI) amonu (NH4)2SO4 i tiosiarczan amonu (NH4)2(S2O3), a ich obecność została potwierdzona na podstawie analizy FT-IR/DRS. W drugim etapie, tak otrzymany materiał został podzielony na dwie części. Jedną z nich przepłukano wodą destylowaną, a następnie wysuszono w piecu muflowym w zakresie temperatur 100-120°C przez co najmniej 24 godziny. W wyniku przemywania zawiesiny kwasu metatytanowego wodą, siarczany i tiosiarczany amonu zostały usunięte ze względu na bardzo dobrą rozpuszczalność tych związków w wodzie, co zostało potwierdzone na podstawie analizy widm FT-IR/DRS.
Pomiar sorpcji gazowego SO2 przeprowadzono w szklanej kolumnie składającej się z trzech warstw złoża sorpcyjnego zawierającego po 100 mg sorbentu. Jako materiał sorpcyjny wykorzystano wysuszony w piecu muflowym w temperaturze 100°C kwas metatytanowy. W badaniu jako modelowe zanieczyszczenie wykorzystano syntetyczne powietrze zawierające 2000 ppm SO2. Przepływ gazu przez kolumnę wynosił 100 ml/min. Pomiar sorpcji przeprowadzono w temperaturze 20°C. Podczas badania stężenie SO2 monitorowano w sposób ciągły przy wylocie z kolumny przy użyciu spektrometru masowego. Pojemność sorpcyjną badanego materiału określono na podstawie krzywej sorpcji. Całkowita pojemność sorpcyjna wyznaczona dla tego materiału wyniosła 13,38 mg SO2 na 1 g TiO2.
Pomiar sorpcji gazowego SO2 przeprowadzono również jako z wykorzystaniem kwasu metatytanowego wysuszonego w temperaturze 120°C jako przykład porównawczy. Całkowita pojemność sorpcyjna wyznaczona dla tego materiału wyniosła 13,51 mg SO2 na 1 g T1O2 Nie stwierdzono więc wpływu temperatury suszenia na pojemność sorpcyjną ditlenku tytanu.
Przykład 2
Pomiar sorpcji gazowego SO2 przeprowadzono analogicznie jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako materiał sorpcyjny wykorzystano kwas metatytanowy otrzymany w wyniku modyfikacji gazowym amoniakiem w temperaturze 100°C. Całkowita pojemność sorpcyjna tego materiału wyniosła 32,80 mg SO2 na 1 g TiO2.
Przykład 3
Pomiar sorpcji gazowego SO2 przeprowadzono analogicznie jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako materiał sorpcyjny wykorzystano kwas metatytanowy otrzymany w wyniku modyfikacji gazowym amoniakiem w temperaturze 100°C i przepłukany wodą destylowaną. Całkowita pojemność sorpcyjna tego materiału wyniosła 47,21 mg SO2 na 1 g TiO2.
Przykład 4
Pomiar sorpcji gazowego SO2 przeprowadzono analogicznie jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako materiał sorpcyjny wykorzystano kwas metatytanowy otrzymany w wyniku modyfikacji gazowym amoniakiem w temperaturze 500°C. Całkowita pojemność sorpcyjna tego materiału wyniosła 11,76 mg SO2 na 1 g TiO2.
Przykład 5
Pomiar sorpcji gazowego SO2 przeprowadzono analogicznie jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako materiał sorpcyjny wykorzystano kwas metatytanowy otrzymany w wyniku modyfikacji gazowym amoniakiem w temperaturze 500°C i przepłukany wodą destylowaną. Całkowita pojemność sorpcyjna tego materiału wyniosła 17,14 mg SO2 na 1 g TiO2.
Przykład 6
Pomiar sorpcji gazowego SO2 przeprowadzono analogicznie jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako materiał sorpcyjny wykorzystano kwas metatytanowy otrzymany w wyniku modyfikacji gazowym amoniakiem w temperaturze 700°C. Całkowita pojemność sorpcyjna tego materiału wyniosła 5,60 mg SO2 na 1 g TiO2.
PL 230 794 Β1
Przykład 7
Pomiar sorpcji gazowego SO2 przeprowadzono analogicznie jak w Przykładzie 1, z tą różnicą, że jako materiał sorpcyjny wykorzystano kwas metatytanowy otrzymany w wyniku modyfikacji gazowym amoniakiem w temperaturze 700°C i przepłukany wodą destylowaną. Całkowita pojemność sorpcyjna tego materiału wyniosła 10,36 mg SO2 na 1 g TiO2.

Claims (2)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza z wykorzystaniem ditlenku tytanu, znamienny tym, że mieszaninę SO2 z powietrzem przepuszcza się przez złoże, przemysłowego kwasu metatytanowego, który wcześniej poddaje się obróbce termicznej w temperaturze 100-700°C w atmosferze gazowego amoniaku.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po wysuszeniu materiał przemywa się wodą destylowaną do zaniku jonów siarczanowych w przesączu.
PL407083A 2014-02-05 2014-02-05 Sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza PL230794B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407083A PL230794B1 (pl) 2014-02-05 2014-02-05 Sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL407083A PL230794B1 (pl) 2014-02-05 2014-02-05 Sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL407083A1 PL407083A1 (pl) 2015-08-17
PL230794B1 true PL230794B1 (pl) 2018-12-31

Family

ID=53786622

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL407083A PL230794B1 (pl) 2014-02-05 2014-02-05 Sposób sorpcji gazowego SO2 z powietrza

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL230794B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL407083A1 (pl) 2015-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Saleem et al. Advances of nanomaterials for air pollution remediation and their impacts on the environment
Xie et al. In-situ preparation of zinc sulfide adsorbent using local materials for elemental mercury immobilization and recovery from zinc smelting flue gas
Zhu et al. The roles of heterogeneous chemical processes in the formation of an air pollution complex and gray haze
Li et al. Mercury sorption study of halides modified bio-chars derived from cotton straw
EP3104961B1 (en) Reactive composition based on sodium bicarbonate and process for its production
Gong et al. Surface modification of activated carbon for siloxane adsorption
Marco-Lozar et al. A new strategy for germanium adsorption on activated carbon by complex formation
CN1901982B (zh) 从废弃物流减少无机污染物的方法
AU2015213979A1 (en) Reactive composition based on sodium bicarbonate and process for its production
EA200201157A1 (ru) Способ устранения следов ртути в газах
Yang et al. Photochemical removal of gaseous elemental mercury in a dielectric barrier discharge plasma reactor
Mansurov et al. Modified sorbents based on walnut shell for sorption of toxic gases
KR101358753B1 (ko) 피치와 왕겨를 이용한 황화수소가스 제거용 활성탄 제조 방법
KR100236882B1 (ko) 일산화질소를 제거하기 위한 일산화질소와 이산화 황을 함유하는 가스의 정화방법
Tsai et al. Influence of carbon-functional groups with less hydrophilicity on a TiO2 photocatalyst for removing low-level elemental mercury
Naswir et al. Adsorption of mercury using different types of activated bentonite: a study of sorption, kinetics, and isotherm models
Stanisavljević et al. Novel nanoporous carbon/iron oxide catalyst for SO2 degradation
Alzaky et al. Production of the complete fertilizer with simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides using yellow phosphorus
Suwannachot et al. The Development of Coconut-Based Activated Carbon Impregnation to Adsorb Mixture of Organic and Inorganic Gases
Jeon et al. Reinforced nitrogen oxide gas adsorption by sulfur ionic treatment
Bazan-Woźniak et al. Activated bio-carbons prepared by physical activation of residues after supercritical extractionof raw plants
Ultreras et al. Development of functionalized mesoporous meshes DMS-1 applicable for the adsorption and removal of mercury in water
PL229166B1 (pl) Sposób modyfikacji ditlenku tytanu do sorpcji SO2 z gazów
RU2420351C1 (ru) Сорбент сероводорода
PL230858B1 (pl) Sposób otrzymywania sorbentu do sorpcji gazowego CO2