İTÜDERGİSİ/d, Cilt 7, Sayı 6 (2008)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Mezo-gözenekli MCM-41'in sıcak gazlardan kükürt giderme sorbentlerinde inert taşıyıcı olarak kullanılması

Oğuz KARVAN, Hüsnü ATAKÜL

Özet


Yüksek oranda kükürt içeren fosil yakıtların gazlaştırılmasıyla elde edilen hidrojence zengin gaz karışımları birçok safsızlık içerir. Bu safsızlıkların türü ve miktarı gazlaştırılan fosil yakıtın kaynağına ve türüne göre değişiklik gösterir. Gazların içerdiği H2S, özellikle yakıt hücresi gibi uygulamalarda yakıt hücresi elektrotlarını zehirleme gibi ciddi sorunlara yol açmaktadır. Bu çalışmada, bu tür sıcak gazlardan hidrojen sülfürün (H2S) uzaklaştırılması amacıyla kullanılabilecek yenilenebilir sorbentlerin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Yapılan çalışmalar periyodik tabloda yer alan geçiş metallerinin birçoğunun bu amaçla kullanılabileceğin göstermiştir. Ancak,  bu metallerin tek başlarına kullanılmaları durumunda, kükürt tutma kapasitesinin süreç içinde önemli ölçülerde azalması, yüzey alanlarının küçülmesi, termal ve mekanik özelliklerinin yetersiz kalması gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Bu sorunları çözmek için başvurulan yöntemlerden bir tanesi de bir taşıyıcının kullanılmasıdır. Bu çalışmada, mezo-gözenekli bir malzeme olan MCM-41’ın taşıyıcı olarak kullanıldığı CuO/MCM-41 tipi sorbent geliştirilmiştir. Kullanılan MCM-41 yine çalışma çerçevesinde sentezlenmiştir. Taşıyıcı malzemeye, bakır nitrat kullanılarak yaş emdirme yöntemi ile CuO yüklenmiştir. Numunenin kükürt tutma özelikleri, 2000 ppm H2S içeren, azot hidrojen karışımı kullanılarak incelenmiştir. Çalışmalar sırasında H2S için eşik nokta (breakthrough point) derişimi 20 ppmv olarak seçilmiştir. Deneysel çalışmada elde edilen sonuçlar MCM-41’in sıcak gazlardan kükürt gidermek amacıyla kullanılacak sorbentlerin hazırlanmasında taşıyıcı malzeme olarak kullanılabileceğini göstermektedir. %37.46 oranında Cu içeren sorbentin eşik nokta kükürt tutma kapasitesi 3. kükürt tutma-yenilenme döngüsü sonunda yaklaşık olarak 1.89 g S/100 g sorbent, kapasite kullanma oranı ise yaklaşık %10 olarak ölçülmüştür. Kükürt tutma-yenilenme süreci, sorbentin yapısında bazı değişmelerin meydana gelmesine neden olmakta, ancak sorbent işlevini sürdürmeye devam edebilmektedir.

 

Anahtar Kelimeler: Sıcak gazlar,  H2S giderme sorbenti,  MCM-41.


Tam Metin: PDF