Preparation Of Mw-Assisted N-Modified Palm Shell Activated Carbon For H2s Removal From Simulated Pome Biogas
Kehadiran H2S di dalam biogas boleh menganggu proses pertukaran gas metana (CH4) kepada tenaga yang boleh diperbaharui disebabkan oleh kesan pengaratan kepada peralatan dan kesan keracunan kepada kesihatan manusia. Objektif utama kajian ini adalah untuk mengubahsuai sejenis karbon teraktif tempu...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Thesis |
| Language: | English |
| Published: |
2016
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://eprints.usm.my/41654/1/Preparation_Of_Mw-Assisted_N-Modified_Palm_Shell_Activated_Carbon_For_H2s_Removal_From_Simulated_Pome_Biogas.pdf |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Summary: | Kehadiran H2S di dalam biogas boleh menganggu proses pertukaran gas
metana (CH4) kepada tenaga yang boleh diperbaharui disebabkan oleh kesan
pengaratan kepada peralatan dan kesan keracunan kepada kesihatan manusia.
Objektif utama kajian ini adalah untuk mengubahsuai sejenis karbon teraktif
tempurung kelapa sawit melalui pengubahsuaian nitrogen (N-KTTKS) dan kaedah
pemanasan ketuhar gelombang mikro (GM) untuk menyingkirkan H2S daripada
POME biogas yang disimulasi. Satu kajian awal mengenai pemilihan kaedah yang
terbaik untuk menghasilkan bahan penyerap yang lebih berkualiti telah dilakukan
dan kaedah pemanasan GM telah dipilih berbanding dengan kaedah pemanasan
secara konvensional. Bahan penyerap N-KTTKS yang berkualiti tinggi telah
dihasilkan melalui pemanasan GM dan kondisi pembolehubah GM yang digunakan
adalah; 900 °C suhu pemanasan GM, 400 ml/min kadar aliran N2, 10 minit masa
pemanasan GM, dan 3 g jumlah sampel. Kaedah pemanasan GM mnghasilkan
penyatuan kumpulan berfungsi nitrogen di dalam matriks karbon N-KTTKS dengan
lebih baik dan membangunkan struktur permukaan dan poros karbon, seterusnya
dipercayai menjadi faktor utama yang menyumbang kepada kapasiti penyerapan H2S
yang tinggi. Dengan menggunakan bahan penyerap N-KTTKS bagi sebelum dan
selepas penyerapan H2S, hasil butiran pencirian menyimpulkan bahawa kedua-dua
penyerapan fizikal dan kimia telah berlaku semasa proses penyerapan H2S. Satu
analisis penembusan yang lengkap untuk pelbagai keadaan operasi iaitu kelembapan,
suhu operasi, jumlah bahan penyerap, kadar aliran biogas dan kepekatan suapan H2S
telah mempengaruhi kapasiti penyerapan H2S ke atas bahan penyerap N-KTTKS.
Dapat disimpulkan bahawa tetapan sedia ada (iaitu 35 °C, 45% RH dan 3000 H2S
ppm) di kilang minyak sawit Felda Besout adalah sesuai untuk penyerapan H2S
dengan menggunakan bahan penyerap N-KTTKS tanpa mengubah parameter operasi.
Penjanaan semula secara kering melalui kaedah GM terbukti dapat menjana semula
bahan penyerap N-KTTKS tepu H2S sehingga lebih daripada 100% keberkesanan
penjanaan semula dan telah diuji untuk 20 kitaran penjanaan semula. Ramalan
keseimbangan penyerapan H2S menunjukkan bahawa model isoterma Freundlich
sesuai dengan data eksperimen.Sifat-sifat termodinamik menilai penyerapan H2S
menggunakan bahan penyerap N-KTTKS sebagai proses eksotermik dengan spontan
dan secara rawak. Tenaga pengaktifan dan faktor frekuensi bagi penyerapan H2S
adalah 15.60 kJ/mol dan 3.90 x 102 sm3/g.min, setiap satu. Model kinetik
pendeaktifan didapati menepati data eksperimen penyerapan H2S.
________________________________________________________________________________________________________________________
The presence of H2S in biogas could disturb the conversion of methane
(CH4) to renewable energy due to its corrosive effect to equipment and its toxicity to
human health. The main objective of this study is to develop a nitrogen-modified
palm shell activated carbon (N-PSAC) via microwave (MW) heating method for H2S
removal from simulated POME biogas. A preliminary study on choosing preferable
method of producing high performance of sorbent was done and MW heating method
was selected compared to conventional heating method. The preparation of a high
quality of N-PSAC sorbent was done under MW heating variables; 900 °C of MW
heating temperature, 400 ml/min of N2 flow rate, 10 minute of MW heating time and
3 g of sample amount. MW heating method provides better incorporation of nitrogen
functional groups in the N-PSAC carbon’s matrix and well-developed surface and
porous structures are believed to be predominant factors that contribute in high H2S
sorption capacity. The details characterizations of the N-PSAC sorbent before and
after H2S sorption concluded that both physical and chemical sorptions were taken
place during the sorption process. A complete breakthrough analysis of various
operating conditions namely relative humidity, operating temperature, amount of
sorbent, biogas feed flow rate and H2S feed concentration were influencing the
sorption capacity of H2S onto N-PSAC sorbent. It can be concluded that the existing
settings in Felda Besout palm oil mill (i.e. 35 °C, 45% RH and 3000 ppm H2S) are
favorable for H2S sorption by using the N-PSAC sorbent without altering the
operating parameters. The MW dry-regeneration method is proven to regenerate H2S
saturated N-PSAC sorbent up to 100% regeneration efficiency and was tested for 20
regeneration cycles. The predictions of H2S sorption equilibrium showed that
Freundlich isotherm model fitted well with the experimental data. The
thermodynamic properties evaluates the H2S sorption using N-PSAC sorbent as an
exothermic process with spontaneous and randomly distributed. The activation
energy and frequency factor for H2S sorption were found to be 15.60 kJ/mole and
3.90 x 102 cm3/g.min, respectively. The deactivation kinetic model was found to give
a very good agreement with the experimental data of H2S sorption.
|
|---|