سؤال الكبريت اليومي، 11 مارس 2016: شارك في “5 ثروات”， ويحصل من يجيب بشكل جيد على 10 ثروات.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة سلفيد الزنك والألومنيوم في تاريخ 19/3/2016 الساعة 09:04. يمكن لكل من الأمونيا وثاني أكسيد الكبريت أن يذوبا في الماء ويحدث لهما تفكك كهربائي: NH3 + H2O = NH4+ + OH- (1)، H2S = HS- + H+ (2). تكون درجة ذوبان الأمونيا في الماء أعلى من درجة ذوبان ثاني أكسيد الكبريت في الماء، ومع ارتفاع درجة الحرارة، تنخفض درجة الذوبان. عندما يتواجد كل من ثاني أكسيد الكبريت والأمونيا في الماء، فإنهما يكونان في حالة توازن كيميائي وفيزيائي: HS- + NH4+ = NH4HS = (NH3 + H2S) سائل = (NH3 + H2S) غاز (3). في درجة الحرارة العادية، يذوب كل من ثاني أكسيد الكبريت والأمونيا في الماء، ويتحللان إلى أيونات موجودة في الماء. عند ارتفاع درجة الحرارة، تنتقل الحالات التوازنية الثلاث المذكورة في المعادلة (3) إلى اليمين. ويستغل مبدأ التقطير هذه الخاصية، حيث يتم تسخين المياه الملوثة إلى درجة حرارة تزيد عن 140 درجة مئوية، مما يؤدي إلى كسر التوازن بين غاز الهيدروجين الكبريتي والأمونيا في الماء، وبالتالي يتم نقلهما من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية ； في الوقت نفسه، يتم استخدام بخار الماء لخفض الضغط الجزئي لغازي كبريتيد الهيدروجين والأمونيا في الطور الغازي، مما يسمح بخفض تركيز هذين الغازين في الماء، وبالتالي تحقيق هدف تنقية المياه الملوثة.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة سلفيد الزنك والألومنيوم في تاريخ 19/3/2016 الساعة 09:04. عند معالجة النفط الخام الذي يحتوي على الكبريت، تفرز أجهزة التقطير والتكسير الحفزي كميات كبيرة من المياه الحمضية (مياه الصرف التي تحتوي على الكبريت)، وتحتوي هذه المياه أيضًا على كميات كبيرة من الأمونيا والمركبات الفينولية； يوجد الكبريت والأمونيا في المياه الملوثة بشكل رئيسي في صورة NH4HS و(NH4)2S. أما المواد الغنية بالكبريت والأمونيا في المياه الحمضية، فإنها تتفكك وتنفصل عن بعضها البعض نتيجة التسخين المستمر في أبراج الستربتورات؛ حيث يتم إنتاج غاز حمضي في قمة البرج، بينما يتم الحصول على غاز أمونيا خام في الجزء العلوي من البرج، أما في الجزء السفلي من البرج فيتم الحصول على مياه نقية.

يرجى تقديم نبذة موجزة عن مبدأ عمل وحدة الاستخلاص بالبخار الحمضي (أو وحدة الاستخلاص بالبخار للمياه الملوثة)؟ يُقصد بعملية الإزالة بالماء الحمضي استخدام محلول مائي حمضي كعامل إزالة، لإجراء عملية الإزالة على المواد الخام (في الحالة الغازية). الإزالة هي العملية المعاكسة للامتصاص، وهي تنتمي أيضًا إلى عملية امتصاص الغازات. الامتصاص هو مثال على عملية نقل المواد، والهدف منه هو فصل المكونات المختلفة الموجودة في المواد المختلطة (الغازية).

يرجى تقديم نبذة موجزة عن مبدأ عمل وحدة الاستخلاص بالبخار الحمضي (أو وحدة الاستخلاص بالبخار للمياه الملوثة)؟ يُقصد بعملية الإزالة بالماء الحمضي استخدام محلول مائي حمضي كعامل إزالة، لإجراء عملية الإزالة على المواد الخام (في الحالة الغازية). الإزالة هي العملية المعاكسة للامتصاص، وهي تنتمي أيضًا إلى عملية امتصاص الغازات. الامتصاص هو مثال على عملية نقل المواد، والهدف منه هو فصل المكونات المختلفة الموجودة في المواد المختلطة (الغازية).

يُقصد بعملية الإزالة بالماء الحمضي استخدام محلول مائي حمضي كعامل إزالة، لإجراء عملية الإزالة على المواد الخام (في الحالة الغازية). الإزالة هي العملية المعاكسة للامتصاص، وهي تنتمي أيضًا إلى عملية امتصاص الغازات. الامتصاص هو مثال على عملية نقل المواد، والهدف منه هو فصل المكونات المختلفة الموجودة في المواد المختلطة (الغازية).

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة سلفيد الزنك والألومنيوم في تاريخ 19/3/2016 الساعة 09:05. الماء الحمضي هو محلول مائي يحتوي على أيونات قابلة للتبخر مثل H2S وNH3 وCO2. توجد المكونات المذكورة أعلاه في الماء على شكل أملاح الأمونيوم مثل NH4HS و(NH4)2CO3 وNH4HCO3. تتفكك هذه الأملاح ذات الأحماض والقواعد الضعيفة في الماء، كما تتحلل لتشكيل جزيئات H2S وNH3 وCO2. بالإضافة إلى التوازن الكهربائي مع الأيونات، فإن هذه الجزيئات تكون أيضًا في حالة توازن مع الجزيئات الموجودة في الغاز. إنه نظام معقد يتميز بوجود توازن كيميائي وتوازن كهربائي وتوازن مرحلي في نفس الوقت. لذلك، فإن تحديد الظروف المناسبة للتحكم في العمليات الكيميائية والتأين وتوازن الأطوار هو المفتاح لاستخدام الماء الحمضي بشكل فعال واختيار الظروف التشغيلية المناسبة. نظرًا لأن عمليتي الأيونة والتحلل المائي كلاهما عمليات قابلة للعكس، فإن المواد المختلفة توجد في الحالة السائلة في شكلين: الشكل الأيوني والشكل الجزيئي. لا يمكن للأيونات الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، ولذلك يُطلق عليها “الحالة الثابتة”، أما الجزيئات فيمكنها الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية، ولذلك يُطلق عليها “الحالة الحرة”. يعتمد عدد الأيونات والجزيئات للمواد المختلفة في الماء على درجة الحرارة والضغط أثناء التشغيل، بالإضافة إلى تركيزها في الماء. ووفقًا لخصائص النظام المكون من العناصر الأربعة H2S وNH3 وCO2-H2O، فإن ثابت التحلل المائي لمركبات مثل NH4HS (أمونيوم هيدروسلفيد) يزداد مع ارتفاع درجة الحرارة. أي أن كمية جزيئات H2S وNH3 وCO2 الحرة في الماء تزداد مع ارتفاع درجة الحرارة، ولذلك يجب أن تكون درجة حرارة برج الستربتشر أعلى من 110 درجات مئوية. يتعلق التوازن الفازي بتركيز كل طور في الطور السائل، وقدرته على الذوبان، وقدرته على التبخر، بالإضافة إلى ما إذا كان يمكن له أن يتفاعل مع جزيئات أو أيونات أخرى موجودة في المحلول. نظرًا لأن قابلية ذوبان ثاني أكسيد الكربون في الماء صغيرة جدًا، وكذلك معامل التبخر النسبي وثوابت التوازن في تفاعلاته مع الجزيئات أو الأيونات الأخرى في المحلول صغيرة، فإنه يسهل عليه الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. أما أمونيا فهي مختلفة؛ فهي ليست فقط ذات قابلية ذوبان كبيرة في الماء، بل إن ثوابت التوازن في تفاعلاتها مع غاز ثاني أكسيد الكربون وغاز هيدروجين سلفيد كبيرة أيضًا. ولا يمكن لجزيئات الأمونيا الحرة أن تنتقل من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية إلا عندما يصل المحلول إلى حالة التشبع في ظروف معينة. من الواضح أن تدفق بخار الماء يؤدي وظيفتين: التسخين، وخفض الضغط الجزئي لغازات H2S وNH3 وCO2 في الطور السائل، مما يساعد على انتقالها من الطور السائل إلى الطور الغازي، وبالتالي تحقيق تنقية المياه الحمضية.

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة سلفيد الزنك والألومنيوم في تاريخ 19/3/2016 الساعة 09:05، حيث تم استخدام محلول مائي حمضي كعامل لإزالة الغازات من المواد الخام. الإزالة هي العملية المعاكسة للامتصاص، وهي تنتمي أيضًا إلى عملية امتصاص الغازات. الامتصاص هو مثال على عملية نقل المواد، والهدف منه هو فصل المكونات المختلفة الموجودة في المواد المختلطة (الغازية).

تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة سلفيد الزنك والألومنيوم في تاريخ 19/3/2016 الساعة 09:06. مبدأ عمل عملية التقطير باستخدام البخار ذو الضغط المناسب: يتم استخدام البخار لإخراج غازي كبريتيد الهيدروجين والأمونيا المتطايرة من المياه الملوثة، وبذلك يتم تنقية المياه واستخلاص هذين الغازين.

المياه الملوثة بنسبة عالية من الكبريت هي محلول مائي مركب يحتوي على غاز الهيدروجين الكبريتي والأمونيا وثاني أكسيد الكربون. يوجد غاز الهيدروجين الكبريتي والأمونيا وثاني أكسيد الكربون في الماء على شكل أملاح الأمونيوم مثل NH4SH وNH42S وNH42CO3 وNH4HCO3. تتحلل هذه الأملاح الضعيفة الحمضية والقاعدية في الماء لتنتج جزيئات الهيدروجين الكبريتي والأمونيا وثاني أكسيد الكربون الحرة، وتكون هذه الجزيئات في حالة توازن مع الجزيئات الموجودة في الطور الغازي. وبالتالي، فإن هذا النظام يعتبر نظامًا معقدًا يتميز بوجود توازن كيميائي وتوازن تأين وتوازن أطوار في نفس الوقت. لذلك، فإن تحديد الظروف المناسبة للتحكم في العمليات الكيميائية والتأين وتوازن الأطوار هو المفتاح لمعالجة مياه الصرف الناتجة عن الكبريت واختيار الظروف التشغيلية المناسبة. العوامل الرئيسية التي تؤثر على هذه الموازنات الثلاثة هي درجة الحرارة ونسبة الجزيئات. نظرًا لأن عملية التحلل المائي هي عملية تستهلك الطاقة، فإن التسخين يساعد في تسريع هذه العملية، مما يؤدي إلى زيادة كمية جزيئات ثاني أكسيد الكربون والأمونيا وهيدروجين الكبريت الحرة. لكن ما إذا كانت هذه الجزيئات الحرة يمكن أن تنتقل من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية أم لا، يعتمد على تركيزها في الحالة السائلة، وقابليتها للذوبان، ومعدل تبخرها، بالإضافة إلى إمكانية تفاعلها مع جزيئات أو أيونات أخرى في المحلول. على سبيل المثال، قابلية ذوبان ثاني أكسيد الكربون في الماء منخفضة جدًا، بينما معدل تبخره مرتفع، كما أن ثابت التوازن لتفاعله مع الجزيئات أو الأيونات الأخرى صغير، لذلك فإنه يمكنه الانتقال من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية بسهولة. أما الأمونيا، فهي تتميز بقابلية ذوبان عالية في الماء، كما أن ثابت التوازن لتفاعلها مع هيدروجين الكبريت وثاني أكسيد الكربون مرتفع أيضًا، ولا يمكن لجزيئات الأمونيا الحرة أن تنتقل من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية إلا عندما يصل التركيز في المحلول إلى حالة التشبع. يساهم تدفق بخار الماء إلى برج الستربتشر في تسخين الغاز وخفض الضغط الجزئي لغازات كبريتيد الهيدروجين والأمونيا وثاني أكسيد الكربون في الطور الغازي، مما يساعد على انتقال هذه الغازات من الطور السائل إلى الطور الغازي، وبالتالي تحقيق تنقية جودة المياه