تهویه صنعتی برای اکسید های گوگرد (SOx)

اکسید های گوگرد (SOx) یکی از خطرناک ترین آلاینده های شیمیایی به حساب می آید و لزوم تهویه صنعتی برای آن کاملا مشهود است. لذا در ادامه تلاش نموده ایم به بررسی ماهیت اکسید های گوگرد و خطرات آن برای انسان و اکوسیستم و چگونگی تهویه و تصفیه آلاینده اکسیدهای سولفات (ساکس) بپردازیم.

اکسید های گوگرد چیست ؟

اکسید های گوگرد به اسم های اکسید سولفات ، ساکس (SOx) از دسته گاز های مخرب اکوسیستم و موثر در باران های اسیدی و همچنین دشمن سلامتی بشر می باشد. یکی از اکسید های گوگرد ، دی اکسید سولفات یا دی اکسید گوگرد می باشد. دی اکسید گوگرد دارای بوی تند و زننده و بدون رنگ می باشد . یکی از خواص مورد توجه اکسیدهای گوگرد برای ما این می باشد که به آسانی در آب حل شده و محلول اسید سولفوریک تشکیل می دهند که یک محلول اسیدی است. دی‌اکسیدگوگرد و تری‌اکسیدگوگرد، عمده اکسیدهای گازی موجود در جو زمین را تشکیل می دهند . دی‌اکسید گوگرد گازی غیرقابل اشتعال، غیرقابل انفجار می ‌باشد که در غلظت‌های 0/3 تاppm 1 ایجاد مزه می‌کنند. این گاز در غلظت‌های بالای ppm 3 بوی تندی دارد و محرک دستگاه تنفسی می‌باشد. همچنین برآورد می‌شود که SO2 به طور میانگین 3 روز در هوا باقی می ماند . بیش از 80 درصد اکسیدهای گوگرد تولید شده توسط انسان به وسیله احتراق سوخت‌های فسیلی تولید می گردد. اکسیدهای گوگرد در مواجهه با مواد معلق و رطوبت زیان بار ترین اثرات مرتبط با آلودگی هوای محیط زیست را به وجود می آورد . متأسفانه عوارض ناشی از دی‌اکسید گوگرد به تفکیک کار مشکلی می‌باشد.

منابع تولید SO2:

همانطور که گفته شد اکسیدهای گوگرد هم از منابع طبیعی و هم از طریق منابع انسانی به جو منتقل می شوند. بزرگترین منبع طبیعی ، فعالیت های آتشفشانی است. منابع انسانی تولید اکسید های گوگرد در حین فرآیند احتراق سوخت های حاوی گوگرد مثل ذغال سنگ و مازوت و در طی فرآیندهای صنعتی با استفاده از مواد اولیه و مواد افزودنی حاوی گوگرد می باشد. تقربباً کل سوخت‌های فسیلی دارای گوگرد هستند که در زمان احتراق به صورت دی‌اکسید گوگرد وارد جو می‌شود. عمدتاً دی‌اکسید گوگرد ساخته شده توسط انسان ، ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی در صنایع پتروشیمی ، سوخت ماشین آلات صنعتی و وسایل نقلیه است. مقدار گوگرد در سوخت‌ها و فرآورده‌های نفتی متفاوت است. نفت کوره یا مازوت 25/5 درصد و گازوئیل 0.75 درصد و بنزین زیر 0.01 درصد گوگرد دارد . در زغال‌سنگ بین 0.1 تا 4 درصد ترکیب گوگرد دار به شکل پیریت آهن (FeS2) وجود دارد. گوگرد گازهای طبیعی در مناطق مختلف فرق می‌کند و ممکن است به شکل گاز سولفيد هيدروژن (H2S)، دی‌سولفیدکربن (CS2)، مرکاپتان، دی‌متیل سولفید (DMS) و یا دی‌میتل دی‌سولفید (DMDS) موجود باشند . عامل تولید دی‌متیل سولفید پلانکتون‌های دریایی می باشد که در اتمسفز به SO2 اکسید می‌شود.
سولفید هیدروژن از فساد مواد آلی تولید و در هوا بهSO2 تبدیل می‌شود. عمده اشکال ترکیبات گوگرد بعداً در هوا به SO2 اکسید می‌شود.

منابع تولید SO3:

تری‌اکسید گوگرد SO3 یک ماده شیمیایی متشکل از مولکول‌های گوگرد و اکسیژن است. در این مولکول، اتم‌ های اکسیژن با یک پیوند دو گانه و دو پیوند ساده به اتم گوگرد متصل هستند و یک ساختار مثلثی با زاویه پیوند 120 درجه تشکیل داده‌اند.
از ترکیبات مهم گوگرد می توان به تری اکسید گوگرد اشاره کرد که از ترکیب دی اکسید گوگرد با اکسیژن هوا حاصل می شود و در صنایع برای تولید آن دی اکسید گوگرد و اکسیژن را از 300 تا 750 درجه سانتی گراد حرارت داده و از کاتالیزور پلاتین یا پنتا اکسیدوانادیم برای واکنش آنها استفاده می گردد. این واکنش گرماده ست و در موقع اجرا تقریبا 48 کیلو کالری حرارت تولید می نماید.
از آنجاییکه واکنش گفته شده یک واکنش برگشت پذیر و گرماده ، به منظور تشکیل تری اکسید گوگرد باید در درجه حرارتهای بالا کمتر و در درجه حرارتهای پایین زیادتر وجود داشته باشد اما با وجود اینکه سرعت واکنش در دما های پایین به شدت کم می باشد ، لازم است درجه حرارتی برای واکنش بالا بکار برده شود که درعین حال سرعت تشکیل در آن درجه حرارت زیادتر است، واکنش تعادلی هم بطرف راست حرکت کرده و از برگشت واکنش جلوگیری شود بطوریکه در درجه حرارتهای ما بین ۴۰۰ تا ۴۵۰ درجه سانتی گراد مقدار تبدیل SO2 و O2 به SO3 درحدود ۹۷% است در صورتی که در دمای 900 درجه سانتیگراد اگر کاتالیزور بکار برده نشود تری اکسید گوگرد تولید نمی شود.
نقطه ذوب گوگرد تری اکسید 16.9 و نقطه جوش آن 45 درجۀ سانتی گراد و وزن مخصوص آن نسبت به آب در ۱۳ درجۀ سانتی گراد برابر 1.۹۹۵ می باشد و در حالتی که گاز است از مولکول های کوئووالانت و منفرد درست شده است. بیش‌ترین استفاده صنعتی گوگرد تری‌اکسید در تهیه سولفوریک اسید به روش مجاورت است. از واکنش گوگرد تری اکسید با آب، محلول سولفوریک اسید تشکیل می‌شود
تولید سولفوریک اسید:
(SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(aq

اثرات مخرب دی اکسید گوگرد بر انسان و محیط زیست

دی اکسید گوگرد اثر اسیدی روی محیط دارد. اسیدی شدن هم در خشکی و هم در آب به گیاهان و حیوانات آسیب می رساند ، هنگامی که زمین اسیدی می شود ، مواد معدنی حیاتی از خاک شسته می شوند ، که در نهایت ممکن است منجر به کاهش رشد جنگل شود. علاوه بر این ، فلزات در زمین آزاد می شوند که می توانند به موجودات در حال تجزیه در زمین و همچنین پرندگان و پستانداران بالاتر از زنجیره غذایی از جمله انسان آسیب برسانند.

عوارض و بیماری های شغلی گاز Sox

* تنگ شدن راه‌های هوایی تنفس، خس خس کردن سینه ، سرفه شدید، آسم و اسپاسم برونش (Bronchospasm)، سوزش مجاری تنفسی، کاهش کارایی تنفسی و تنگی نفس، رینیت آلرژیک، عدم توانایی در کشیدن نفس عمیق
* تشدید بیماری های قلبی و عروقی و تنفسی ، عفونت تنفسی ، پنومونی، لوسمی حاد
* علائم تحریک کننده حاد (سوزش چشم، حالت تهوع ، تحریک گلو) ، COPD11،
* سرطان ریه و مثانه ، سرطان پستان ، لنفوم بدخیم غیر هوچکین

واکنش شیمیایی اکسید های گوگرد با محلول آب وقلیا

ترکیب دی اکسید گوگرد با آب مطابق با رابطه زیر ، محلول سولفوروس اسید (H2SO3) را ایجاد می نماید .

SO2 + H2O → H2SO3
همچنین ترکیب تری اکسید سولفید با آب مطابق رابطه زیر سولفوریک اسید (H2SO4) را ایجاد می نماید.
SO3 + H2O → H2SO4
لذا برای خنثی سازی اسید های تولیدی مذکور از محلول کردن یک ترکیب با خاصیت بازی مثل سود سوز آور یا دوغاب آهک استفاده نماییم که مطابق رابطه زیر به ترتیب واکنش آن با اسید های فوق سدیم سولفیت و سدیم سولفات و آب را تولید می نماید که ماده ای خنثی و بی ضرر است و می توان این فاضلاب را با حفظ نکات ایمنی دفع کرد.
H2SO3 + 2 NaOH → 2 H2O + Na2SO3
H2SO4 + 2 NaOH → 2 H2O (l) + Na2SO4
تیم مهندسان بیست برای تهویه و تصفیه آلاینده اکسید های گوگرد تولید شده در صنعت پتروشیمی و سایر صنایع مرتبط با گوگرد بدین صورت که خروجی استک گاز ها پایین تر از آستانه های مجاز محیطی باشد و در منطقه تنفسی کارکنان نیز این میزان به زیر حدود مجاز شغلی برسد ، پیشنهاد می نماید که در طراحی ساخت و اجرای سیستم تهویه از مرحله ابتدایی هود ، کانال ها و اتصالات و هواکش طبق استاندارد ACGIH آمریکا اقدام گرردد و همچنین تصفیه کننده تر یا وت اسکرابر برای خنثی سازی آلاینده های گوگردی مناسب می باشد. پس می توانید با کارشناسان ما تماس بگیرید تا از مشاوره و کسب راهکار های مفید بهره مند شوید.