المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
تخزين البطاطس
2024-11-28
العيوب الفسيولوجية التي تصيب البطاطس
2024-11-28
العوامل الجوية المناسبة لزراعة البطاطس
2024-11-28
السيادة القمية Apical Dominance في البطاطس
2024-11-28
مناخ المرتفعات Height Climate
2024-11-28
التربة المناسبة لزراعة البطاطس Solanum tuberosum
2024-11-28



إزالة ثاني أوكسيد الكبريت Sulfur dioxide removal  
  
1068   09:14 صباحاً   التاريخ: 2023-10-22
المؤلف : د. حسان صديق / د. نائل يسري
الكتاب أو المصدر : كيمياء البيئة
الجزء والصفحة : ص114 -117
القسم : علم الكيمياء / الكيمياء الصناعية / كيمياء البيئة /

استخدمت العديد من الطرائق لإزالة الكبريت وغاز ثاني أوكسيد الكبريت من الوقود، وذلك قبل عملية الاحتراق ومن غازات نواتج الاحتراق، حيث تم التركيز على الفحم الحجري كونه المصدر الأساسي للتلوث بثاني أوكسيد الكبريت. يمكن استخدام طرائق الفصل الفيزيائية أو الكيميائية لإزالة الكبريت من الفحم الحجري.

من الطرائق الشائعة والتي كانت تسخدم لإزالة غاز ثاني أوكسيد الكبريت ضمن حجرة الاحتراق، هي استخدام ما يدعى بسرير الاحتراق المتدفق Fluidized bed Combustion . تتضمن هذه العملية احتراق حبيبات الفحم ضمن سرير يحتوي على حبيبات ناعمة من الحجر الكلسي Limestone أو الدولوميت Dolomite والتي تبقى بحالة تدفق مستمر وذلك بواسطة تيار دافع من الهواء داخل المحرق. حيث يحترق الحجر الكلسي ليشكل أوكسيد الكالسيوم الذي يمتص ثاني SO2 المنطلق مباشرة من الوقود:

 

يتأكسد كبريتيت الكالسيوم مباشرة ليشكل كبريتات الكالسيوم CaSO4. أما في حال استخدام الدولوميت، يحدث التفاعل التالي:

 

 

تصنف هذه الطريقة ضمن الطرائق الجافة في إزالة 2SO، والتي كانت تطبق بنجاح محدود حيث كان يضاف الحجر الكلسي أو الدولوميت إلى داخل حجرة الاحتراق، وتتبع هذه العملية بعملية معالجة لاسترجاع كل من الحجر الكلسي الجاف، والكبريتيت، .. من سيئات هذه الطريقة أيضاً أن مردودها ضعيف (حوالي 50%)، بالإضافة

والكبريتات. إلى أنها تولد كميات كبيرة من الفضلات الصلبة التي يجب التخلص منها أو معالجتها. بالإضافة إلى هذه الطريقة هناك طرائق تصنف ضمن الطرائق الرطبة، الجدول (2-3)، والتي تعتمد على إمرار الغاز الناتج عن الاحتراق والحاوي على غاز ثاني أوكسيد الكبريت على أحواض تساهم في تحويله إلى مركبات أخرى صلبة.

تتضمن الطريقة الأولى والثانية (المذكورة في الجدول التالي)، عمليات معالجة ينتج عنها كميات كبيرة من النفايات، بينما ينتج عن الطرائق اللاحقة بعض مركبات الكبريت الممكن معالجتها لاسترجاع المركبات المضافة. كانت هذه الطرائق هي الشائعة حتى أواخر عام 1960 أثناء استخدام الفحوم الحجرية كوقود.

تتضمن عملية الإزالة باستخدام الحجر الكلسي المطفأ ، تفاعلات حمض أساس مع 2SO. ففي البداية، يحدث توازن بين غاز ثاني أوكسيد الكبريت والكمية المنحلة منه، وفقاً لقانون هنري:

 

       

حيث [ SO2 (aq هو تركيز جزيئات ثاني أوكسيد الكبريت المنحل،( K هو ثابت قانون هنري لغاز SO2 و Pso2 ] الضغط الجزئي لغاز SO2 من الملاحظ أن تفاعل الانحلال ينزاح إلى اليمين وفقاً للتفاعلات التالية:

 

 

في حال وجود كربونات الكالسيوم المطفأ ، يتم استهلاك شوارد الهيدروجين وفقاً للمعادلة التالية:

 

 

تتفاعل بشكل عام شوارد الكبريتيت وشوارد الكالسيوم لتشكل كبريتيت الكالسيوم قليلة الانحلال:

 

 

يساعد التفاعل الأخير على انزياح التفاعلين (149-148) إلى اليمين مما يساهم بارتفاع الحموضة وأكسدة شوارد الكبريتيت إلى الكبريتات:

 

 

والتي تتبع بتفاعل شوارد الكبريتات مع شوارد الكالسيوم لتشكل الجبس:(Gypsum)

 

يعد التفاعل الأخير، في المحارق الكبيرة الصناعية، من التفاعلات غير المرغوب بها، لما يسببه من مشاكل، كالتكلسات وتآكل جدران المحارق، بالإضافة إلى ما ينشأ عنه من طرح المخلفات، حيث يحتاج كل 5 طن من الوقود الأحفوري إلى 1 طن من الحجر الكلسي . يتم عادة التخلص من هذه النفايات بطرحها في البحيرات أو أحواض خاصة، حيث تصبح مياه البحيرات محملة بأملاح مختلفة، ككبريتات الكالسيوم، والتي تعد ضمن الأملاح المتسببة بعدم استقرار الاوساط المائية.

السؤال الذي يطرح نفسه الآن، هل هناك إمكانية لطرائق معالجة، أو آلية لاسترجاع عنصر الكبريت وإعادة تدويره بشكل نافع عوضاً عن التخلص منه والتسبب بالتلوث؟ كان هذا السؤال يتردد دائماً إلى أذهان العلماء وذلك منذ بداية الثورة الصناعية وتزايد استهلاك الوقود الأحفوري.

إن مشكلة التخلص من SO2 هي من المشاكل الكبيرة التي تواجه علماء البيئة، حيث تم منذ بداية الثورة الصناعية، دراسة وتجريب العديد من الطرائق أو الآليات. من أهم هذه الطرائق التي توصل لها العلماء والتي تعد أكثر منطقيةً وقابلية للتطبيق، هي استخدام الطرائق المرجعة. يمكن باستخدام هذه الطرائق إزالة غاز ثاني أوكسيد الكبريت بإمراره على بعض الغازات المرجعة مثل (H2 ، CO، CH4 وتحويله إلى غاز كبريت الهيدروجين:  

 

يتفاعل غاز كبريت الهيدروجين ثانية مع ثاني أوكسيد الكبريت، معطياً الكبريت الحر، الذي يمكن جمعه واستخدامه في أغراض أخرى:

 

 

 

 




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .