유황 매일 한 문제 5월 22일------참여 3포인트, 정답 10포인트
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이 게시글은 마지막으로 2016-6-3 11:09에 황아연알루미늄에 의해 수정되었습니다. 산성 수증기 추출 과정에서 발생하는 폐수 내의 암모니아는 어떤 형태로 존재할까요?
NH3 및 (NH4)2CO3, NH4HCO3와 같은 암모늄염 형태
산성 수중에서 암모니아, 황화수소, 이산화탄소 등은 주로 NH4HS, NH4HCO3와 같은 형태로 존재하며, 이는 약한 산과 약한 염기의 염 용액입니다.액상에 포함된 H2S, NH3, CO2는 휘발성 성분들입니다. 헨리의 법칙에 따르면, 증기를 이용해 이러한 성분들의 분압을 낮추면 H2S, NH3, CO2가 용액에서 기상으로 옮겨갈 수 있습니다. 이것이 바로 산성 수증기 추출의 기본 원리입니다. H2S─NH3─CO2─H2O 4원계의 스팀 트리트먼트 과정은 다음 반응식으로 표현될 수 있다:
NH4+ + HS- ⇌ (NH4HS)? → (NH3+H2S+H2O)액체 + (NH3+H2S+H2O)기체
스팀의 양을 늘리거나 스팀 트리트먼트 탑의 탑판 수를 증가시키면 정화된 물 속의 암모니아 질소 함량을 줄일 수 있지만, 그 감소 폭은 제한적이다. 아무리 많은 양의 스팀을 사용해도 정화된 물의 암모니아 질소 농도를 50mg/L 이하로 낮추는 것은 불가능하다.일반적인 스팀 스트리핑 공정으로는 제거할 수 없는 이러한 형태의 암모니아 질소에 대한 분석을 통해, 하수에는 다음과 같은 반응도 존재한다고 판단됩니다: +-NH3＋H2O → NH4＋OH2-. 또한 하수에서는 SO3, S2O3, HSO3, CN과 같은 산성 이온들도 검출되는데, 이로 인해 NH4가 암모늄염 형태로 고정되어 버립니다. 따라서 단순히 스팀 스트리핑의 깊이를 높이는 것만으로는 이를 제거할 수 없습니다.따라서 고정 암모늄을 유리 암모니아로 전환시키면, 스팀 스트리핑법을 이용해 그것을 제거할 수 있다.
NH4+ + HS- ⇌ (NH4HS)? → (NH3+H2S+H2O)액체 + (NH3+H2S+H2O)기체
스팀의 양을 늘리거나 스팀 트리트먼트 탑의 탑판 수를 증가시키면 정화된 물 속의 암모니아 질소 함량을 줄일 수 있지만, 그 감소 폭은 제한적이다. 아무리 많은 양의 스팀을 사용해도 정화된 물의 암모니아 질소 농도를 50mg/L 이하로 낮추는 것은 불가능하다.일반적인 스팀 스트리핑 공정으로는 제거할 수 없는 이러한 형태의 암모니아 질소에 대한 분석을 통해, 하수에는 다음과 같은 반응도 존재한다고 판단됩니다: +-NH3＋H2O → NH4＋OH2-. 또한 하수에서는 SO3, S2O3, HSO3, CN과 같은 산성 이온들도 검출되는데, 이로 인해 NH4가 암모늄염 형태로 고정되어 버립니다. 따라서 단순히 스팀 스트리핑의 깊이를 높이는 것만으로는 이를 제거할 수 없습니다.따라서 고정 암모늄을 유리 암모니아로 전환시키면, 스팀 스트리핑법을 이용해 그것을 제거할 수 있다.
NH4HS, (NH4)2CO3, NH4HCO3와 같은 암모늄염 형태로 존재합니다.
일수화암모니아, 암모늄 이온, 암모늄염
산성수에 함유된 유해 물질은 암모니아, 황화수소, 이산화탄소가 주를 이룬다.스팀 리프트법은 암모니아와 황화수소를 제거하고 회수하는 것을 주된 목적으로 합니다.NH3-H2S-H2O 3원계는 화학 평형, 이온화 평형, 상 평형이 공존하는 복잡한 계이다. 암모니아, 황화수소, 물은 모두 휘발성이 약한 전해질로서 서로 화학 반응을 일으킬 수 있으며 이온으로 이온화될 수 있다. 암모니아와 황화수소는 물에 다양한 정도로 용해된다. • NH3 + H2O → NH4+ + OH-
황화수소도 물 속에서 약간 이온화됩니다: H2S → H+ + HS-.
암모니아와 황화수소가 동시에 물속에 존재할 때는 암모늄 황화물이 생성됩니다. 이는 약한 산과 약한 염기가 반응하여 생성된 염으로, 물속에서 다시 분해되어 자유로운 암모니아와 황화수소 분자가 되는데, 즉: NH4+ + HS- → (NH3 + H2S)액.
액상의 자유로운 암모니아와 황화수소 분자는 기상의 암모니아와 황화수소와 평형을 이룹니다: (NH3 + H2S)액 → (NH3 + H2S)기.
(3)과 (4)를 결합하면 다음과 같이 표현할 수 있습니다: NH4+ + HS- (즉, NH4HS) → (NH3 + H2S)액 → (NH3 + H2S)기.
기상에서는 NH3 + H2S ↑↓, NH4+ + HS- → NH3 + H2S ↑↓. 액상에서는 (NH4HS).
오수에는 많은 양의 이산화탄소가 포함되어 있으며, 이 역시 물에 용해될 수 있습니다. 하지만 황화수소보다는 용해도가 낮습니다. 같은 온도에서는 이산화탄소의 증기압이 황화수소보다 높으므로, 증발성도 황화수소보다 큽니다. 따라서 이산화탄소는 암모니아나 황화수소보다 더 쉽게 기화됩니다.따라서 오수 정화 측면에서는 이산화탄소의 존재가 영향을 미치지 않습니다. 하지만 주목해야 할 점은, 특히 저온 조건에서 이산화탄소가 암모니아와 반응하여 아미노메틸카르보네이트를 생성한다는 것입니다. 2NH3(g) + CO2(g) = NH2CO2NH4(s) 이것은 녹지 않는 염으로, 파이프와 밸브를 막을 수 있습니다.단탑 사이드라인 공정의 스티어링 타워 온도는 138℃ 이상으로 유지해야 하며, 이는 암모늄 카르보네이트나 암모니아 황화물과 같은 결정들이 생겨서 막힘을 일으키는 것을 방지하기 위함입니다.
황화수소도 물 속에서 약간 이온화됩니다: H2S → H+ + HS-.
암모니아와 황화수소가 동시에 물속에 존재할 때는 암모늄 황화물이 생성됩니다. 이는 약한 산과 약한 염기가 반응하여 생성된 염으로, 물속에서 다시 분해되어 자유로운 암모니아와 황화수소 분자가 되는데, 즉: NH4+ + HS- → (NH3 + H2S)액.
액상의 자유로운 암모니아와 황화수소 분자는 기상의 암모니아와 황화수소와 평형을 이룹니다: (NH3 + H2S)액 → (NH3 + H2S)기.
(3)과 (4)를 결합하면 다음과 같이 표현할 수 있습니다: NH4+ + HS- (즉, NH4HS) → (NH3 + H2S)액 → (NH3 + H2S)기.
기상에서는 NH3 + H2S ↑↓, NH4+ + HS- → NH3 + H2S ↑↓. 액상에서는 (NH4HS).
오수에는 많은 양의 이산화탄소가 포함되어 있으며, 이 역시 물에 용해될 수 있습니다. 하지만 황화수소보다는 용해도가 낮습니다. 같은 온도에서는 이산화탄소의 증기압이 황화수소보다 높으므로, 증발성도 황화수소보다 큽니다. 따라서 이산화탄소는 암모니아나 황화수소보다 더 쉽게 기화됩니다.따라서 오수 정화 측면에서는 이산화탄소의 존재가 영향을 미치지 않습니다. 하지만 주목해야 할 점은, 특히 저온 조건에서 이산화탄소가 암모니아와 반응하여 아미노메틸카르보네이트를 생성한다는 것입니다. 2NH3(g) + CO2(g) = NH2CO2NH4(s) 이것은 녹지 않는 염으로, 파이프와 밸브를 막을 수 있습니다.단탑 사이드라인 공정의 스티어링 타워 온도는 138℃ 이상으로 유지해야 하며, 이는 암모늄 카르보네이트나 암모니아 황화물과 같은 결정들이 생겨서 막힘을 일으키는 것을 방지하기 위함입니다.
NH4HS, (NH4)2CO3, NH4HCO3와 같은 암모늄염 형태로 존재함
물속에서는 NH4HS, (NH4)2CO3, NH4HCO3와 같은 암모늄염 형태로 존재합니다
NH4HS, (NH4)2CO3, NH4HCO3와 같은 암모늄염 형태로 존재함
NH4HS, NH4HCO3 상태로 존재함
NH3와 (NH4)2CO3, NH4HCO3와 같은 형태로만 존재함