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系統識別號 U0002-2306201711093700
DOI 10.6846/TKU.2017.00809
論文名稱(中文) 硫化氫吸收程序中之氧化還原離子對的再生
論文名稱(英文) The regeneration of oxidation - reduction ion pair in the hydrogen sulfide absorption
第三語言論文名稱
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中文) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英文) Department of Water Resources and Environmental Engineering
外國學位學校名稱
外國學位學院名稱
外國學位研究所名稱
學年度 105
學期 2
出版年 106
研究生(中文) 陳嘉琦
研究生(英文) Jia-Ci Chen
學號 603480293
學位類別 碩士
語言別 繁體中文
第二語言別
口試日期 2017-06-15
論文頁數 96頁
口試委員 指導教授 - 陳俊成(luke@mail.tku.edu.tw)
委員 - 鄭耀文(ywcheng@mail.sju.edu.tw)
委員 - 李柏青(pclee@mail.tku.edu.tw)
關鍵字(中) 電氧化
離子對
電解質
氧化劑
關鍵字(英) Electrochemical oxidation
Ion pair
Electrolyte
Oxidant
第三語言關鍵字
學科別分類
中文摘要
研究主要是利用電化學氧化方式去再生離子對,之後將再生之離子對去對硫化氫氣體進行吸收處理,並比較再生之離子對吸收硫化氫氣體的效果。在本研究中,將以電化學方法對二價鐵離子和三價鐵離子之離子對與氯離子和次氯酸根離子之離子對進行氧化再生。實驗方法是將離子對進行直接電化學法來再生,並找出再生離子對的最佳操作參數條件。
本研究判斷電化學氧化程序再生離子對的過程中,電解質氯化鈉的影響會比通電電流所帶來的影響大得多。當比較不同電解質氯化鈉濃度對離子對的再生率影響時含有高電解質濃度的實驗參數組,其離子對的再生率會比低電解質濃度的實驗參數組還要高,且高電解質濃度的實驗參數組再生出之離子對,去對硫化氫氣體進行吸收處理的效果,比低電解質濃度的實驗參數組再生出之離子對的效果還要好,因此為了分辨出是再生出之離子對還是電解質氯化鈉所產生之氧化劑(次氯酸根離子)對硫化氫氣體的吸收效果較好而做比較。
英文摘要
The objective of this study is using the electrochemical oxidation method to regenerate the ion pair, then use the regeneration of the ion pair to the treatment of the hydrogen sulfide gas absorption, and compare the regeneration of the ion pair on the effect of hydrogen sulfide gas absorption. The experimental method is directly regenerate the ion pair by electrochemical, and to find the optimal operating parameters for the ion pair of regeneration.In this study, the effect of electrolyte sodium chloride on the electrochemical oxidation process is much greater than the current of operation. When comparing the concentration of sodium chloride with different electrolyte concentration on the regeneration rate of the ion pair, the regeneration rate of the ion pair with the experimental parameter of high electrolyte concentration is higher than the experimental parameter of low electrolyte concentration, and the treatment effect of hydrogen sulfide gas absorption is the regenerated ion pair with the experimental parameter of high electrolyte concentration better than the regenerated ion pair with the experimental parameter of low electrolyte concentration. Therefore, do this comparison is in order to distinguish whether the regenerated ion pair or the oxidant (hypochlorite ion) produced by the oxidation of electrolyte sodium chlorine on the effect of hydrogen sulfide gas absorption is much better .
第三語言摘要
論文目次
目錄
目錄   I
圖目錄 V
表目錄 X
第一章	前言	1
1.1 研究源起	1
1.2 研究目的	2
1.3 研究範圍	2
第二章	文獻回顧	3
2.1	硫化氫簡介	3
2.2	沼氣簡介	4
2.3 硫化氫的負面影響	5
2.4	硫化氫之去除方法	7
2.4.1 鹼洗滌法	8
2.4.2 使用氯化亞鐵 ( FeCl2 ) 之化學沉澱法	8
2.4.3 氯氧化法	9
2.4.4 臭氧氧化法	9
2.4.5 過錳酸鉀氧化法	10
2.5 液體氧化還原硫回收程序	11
2.6 電化學氧化再生離子對	13
2.6.1 電化學氧化程序原理	13
2.6.2 影響電化學氧化程序因素	15
第三章	實驗方法	17
3.1 實驗材料、藥品及設備	17
3.1.1 實驗藥品	17
3.1.2 實驗材料及儀器規格	21
3.2 實驗方法	29
3.3 實驗步驟	30
3.3.1 電化學氧化二價鐵離子	30
3.3.2 電化學氧化氯離子	32
3.3.3 硫化氫氣體之吸收	33
第四章	結果與討論	35
4.1 第一部份實驗參數	35
4.1.1 電解硫酸亞鐵部分之結果的通電電流與電壓之變化	35
4.1.2 電解硫酸亞鐵部分之結果的通電電流與 pH 之變化	38
4.1.3 電解硫酸亞鐵部分之結果的通電電流與 ORP 之變化	41
4.1.4 轉換率之換算法	45
4.1.5 電流密度、硫酸亞鐵濃度與電解質濃度對轉換率之影響 48
4.2 第二部份實驗參數 52
4.2.1 電解氯化鈉部分之結果的通電電流與電壓之變化    52
4.2.2 電解氯化鈉部分之結果的通電電流與 pH 之變化	53
4.2.3 電解氯化鈉部分之結果的通電電流與 ORP 之變化	54
4.2.4 電解氯化鈉部分之結果的通電時間與次氯酸根離子濃度之變化55
4.3 硫化氫氣體之吸收	57
4.3.1 吸收硫化氫氣體效果之定義	57
4.3.2 將電解硫酸亞鐵部分之最佳轉換率的實驗參數組拿去吸收硫化氫氣體之效果	57
4.3.3 直接以三價鐵離子拿去吸收硫化氫氣體之效果	58
4.3.4 將電解氯化鈉部分之實驗參數組拿去吸收硫化氫氣體之效果 59
4.3.5 將電解氯化鈉部分之實驗組在吸收完硫化氫氣體後之溶液中的硫離子濃度與 pH 變化  61
4.4 比較	   63
第五章	結論與建議  65
5.1 結論	65
5.2 建議	66
參考文獻 	67
圖目錄
圖 2-1 不同pH值Cl2 / HOCl / OCl- 之物種分佈 15
圖 3-1 硫酸亞鐵樣本 17
圖 3-2 鄰二氮菲樣本 18
圖 3-3 硫酸鐵樣本 18
圖 3-4 氯化鈉樣本 19
圖 3-6 	Sulfide 1 Reagent樣本 20
圖 3-6 	Sulfide 2 Reagent樣本 20
圖 3-7 鈦金屬鍍氧化釕電極板 21
圖 3-8 電化學反應槽(前視圖) 22
圖 3-9 電化學反應槽(側視圖) 22
圖 3-10 電源供應器 23
圖 3-11 氧化還原電位偵測計及酸鹼度計 23
圖 3-12 分光光度計 24
圖 3-13 原子吸收光譜儀 25
圖 3-14 過濾器 25
圖 3-15 注射器 25
圖 3-16 氣體洗滌瓶 26
圖 3-17 硫化氫氣體鋼瓶 27
圖 3-18 氣體流量計(前視圖) 28
圖 3-19 氣體流量計(側視圖) 28
圖 3-20 硫化氫氣體偵測器 29
圖 3-21 硫化氫氣體吸收裝置圖 34
圖 4-1 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之電壓變化,
       Current 100 mA,FeSO4 100 ppm,NaCl 0-4000 ppm 36
圖 4-2 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之電壓變化,
       Current 300 mA,FeSO4 100 ppm,NaCl 0-4000 ppm 36
圖 4-3 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之電壓變化,
       Current 100 mA,FeSO4 500 ppm,NaCl 0-4000 ppm 37
圖 4-4 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之電壓變化,
       Current 300 mA,FeSO4 500 ppm,NaCl 0-4000 ppm 37
圖 4-5 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之pH變化,
       Current 100 mA,FeSO4 100 ppm,NaCl 0-4000 ppm 38
圖 4-6 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之pH變化,
       Current 300 mA,FeSO4 100 ppm,NaCl 0-4000 ppm 39
圖 4-7 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之 pH 變化,
       Current 100 mA,FeSO4 500 ppm,NaCl 0-4000 ppm 40
圖 4-8 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之pH變化,
       Current 100 mA,FeSO4 500 ppm,NaCl 0-4000 ppm 41
圖 4-9 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之ORP變化,
       Current 100 mA,FeSO4 100 ppm,NaCl 0-4000 ppm 42
圖 4-10 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之ORP變化,
       Current 100 mA,FeSO4 100 ppm,NaCl 0-4000 ppm 43
圖 4-11 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之ORP變化,
       Current 100 mA,FeSO4 500 ppm,NaCl 0-4000 ppm 44
圖 4-12 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之ORP變化,
       Current 300 mA,FeSO4 500 ppm,NaCl 0-4000 ppm 45
圖 4-13	吸收值與二價鐵離子濃度迴歸關係,
         FeSO4 100 ppm之檢量線 46
圖 4-14 吸收值與二價鐵離子濃度迴歸關係,
         FeSO4 500 ppm之檢量線 47
圖 4-15 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之Fe2+轉換成Fe3+的轉換率
        變化, Current 100 mA,FeSO4 100 ppm,NaCl 0-4000 pp 
        ppm 48
圖 4-16 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之Fe2+轉換成Fe3+的轉換率
        變化, Current 300 mA,FeSO4 100 ppm,NaCl 0-4000 
        ppm 49
圖 4-17 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之Fe2+轉換成Fe3+的轉換率
        變化, Current 100 mA,FeSO4 500 ppm,NaCl 0-4000 
        ppm 50
圖 4-18 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之Fe2+轉換成Fe3+的轉換率
        變化, Current 300 mA,FeSO4 500 ppm,NaCl 0-4000 
        ppm 51
圖 4-19 電解氯化鈉溶液之電壓變化,
        Current 300 mA, NaCl 1000-2000 ppm 52
圖 4-20 電解氯化鈉溶液之pH變化,
        Current 300 mA, NaCl 1000-2000 ppm 53
圖 4-21 電解氯化鈉溶液之ORP變化,
        Current 300 mA, NaCl 1000-2000 ppm 54
圖 4-22 次氯酸根離子吸收光譜 55
圖 4-23 光度計吸收值與OCl-濃度迴歸關係 56
圖 4-24 再生之三價鐵離子拿去吸收硫化氫氣體之效果,
        Current 300 mA,FeSO4 100 ppm,NaCl 3-4000 ppm 58
圖 4-25 三價鐵離子100 ppm去吸收硫化氫氣體之效果 59
圖 4-26 電解之氯化鈉溶液拿去吸收硫化氫氣體之效果,
        Current 300 mA, NaCl 1000 ppm,經電解5-20分鐘 60
圖 4-27 電解之氯化鈉溶液拿去吸收硫化氫氣體之效果,
        Current 300 mA, NaCl 2000 ppm,經電解5-20分鐘 60
圖 4-28 電解之氯化鈉溶液拿去吸收完硫化氫氣體後之硫離子
        濃度變化, Current 300 mA, NaCl 1-2000 ppm,經電解
        5-20分鐘 61
圖 4-29 電解之氯化鈉溶液拿去吸收完硫化氫氣體後pH變化,
        Current 300 mA, NaCl 1-2000 ppm,經電解5-20分鐘 62
圖 4-30 電解之氯化鈉溶液拿去吸收完硫化氫氣體後之洗滌 62
圖 4-31 電解硫酸亞鐵與氯化鈉混和溶液之最佳轉換率的參數組 64
圖 4-32 最佳轉換率參數組之電解液經過濾後 64
表目錄
表 2-1 典型的沼氣組成 5
參考文獻
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