أداة خضراء لإزالة الكبريت من غازات المداخن:هيدروكسيد المغنيسيوم
مع تزايد الاهتمام العالمي بحماية البيئة، أصبحت غازات المداخن الصناعية، وخاصةً انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت من محطات الطاقة العاملة بالفحم، والصناعات المعدنية والكيميائية، محورًا رئيسيًا لمكافحة تلوث الهواء. ومن بين العديد منإزالة الكبريت من غازات المداخنالتقنيات، عملية واحدة باستخدامهيدروكسيد المغنيسيومحيث أن المادة الأساسية التي يتكون منها تكتسب اهتمامًا وتطبيقًا متزايدين بسبب كفاءتها العالية وفعاليتها من حيث التكلفة وملاءمتها للبيئة.
المواد الشائعة لإزالة الكبريت من غازات المداخن
قبل الخوض بشكل أعمق فيهيدروكسيد المغنيسيومدعونا أولاً نراجع العديد من المواد الماصة القلوية المستخدمة بشكل شائع فيإزالة الكبريت من غازات المداخن:
الحجر الجيري/الجير: يُعدّ هذا الحجر أكثر مواد إزالة الكبريت شيوعًا وتقليديًا، ويتكون أساسًا من كربونات الكالسيوم أو أكسيد الكالسيوم. ورغم تطور تقنيته وانتشار استخدامه، إلا أنه قد يُسبب أحيانًا تقشرًا وانسدادًا في المعدات، كما أن جودة الجبس الناتج عنه وقابليته للتسويق تؤثران بشكل مباشر على جدواه الاقتصادية.
الأمونيا: يُوفر استخدام الأمونيا كمادة ماصة كفاءة عالية في إزالة الكبريت، ويُنتج منتجًا ثانويًا قيّمًا، وهو سماد كبريتات الأمونيوم. ومع ذلك، فإن تكلفته مرتفعة نسبيًا، وهناك خطر التلوث الثانوي الناتج عن تسرب الأمونيا.
هيدروكسيد الصوديوم: على الرغم من سرعة تفاعله وكفاءته العالية، إلا أنه مكلف ولا يصلح بشكل عام إلا للتطبيقات صغيرة النطاق أو تلك التي تتطلب كفاءة إزالة الكبريت بشكل صارم للغاية.
هيدروكسيد المغنيسيوم:باعتبارها مادة ناشئة عالية الجودة لإزالة الكبريت، فإنها تبرز بين المواد المذكورة أعلاه بسبب مزاياها الفريدة.
المبدأ الأساسي لـهيدروكسيد المغنيسيومإزالة الكبريت
هيدروكسيد المغنيسيومإزالة الكبريت هي في الأساس تفاعل معادلة حمض-قاعدة كلاسيكي.هيدروكسيد المغنيسيوميتم رش الملاط في برج الامتصاص، حيث يتلامس مع غاز المداخن عالي الحرارة المحتوي على ثاني أكسيد الكبريت.
معادلة التفاعل الكيميائي الأساسية هي كما يلي:
1. الذوبان والتأين:
هيدروكسيد المغنيسيوميذوب أولاً في الماء ويتأين لينتج أيونات الهيدروكسيد.
ملغ(أوه)₂ → ملغ²⁺ + 2OH⁻
2. الامتصاص والتحييد:
يذوب ثاني أكسيد الكبريت الموجود في غاز المداخن في الماء لتكوين حمض الكبريتيك، والذي يخضع بعد ذلك لتفاعل معادلة مع أيونات الهيدروكسيد.
لذا₂ + H₂O → H₂لذا₃
H₂لذا₃ + 2OH⁻ → لذا₃²⁻ + 2H₂O
3. الأكسدة والتبلور:
يتم أكسدة كبريتيت المغنيسيوم الناتج إلى كبريتات المغنيسيوم المستقرة بواسطة الأكسجين الموجود في الهواء.
2MgSO₃ + O₂ → 2MgSO₄
المنتج الثانوي الناتج هو كبريتات المغنيسيوم المائية، وهي غير سامة وغير ضارة، وتستخدم على نطاق واسع. يمكن التخلص منها مباشرةً أو إعادة تدويرها كمورد، مما يحول النفايات إلى ثروة حقيقية.
