Il bicarbonato di sodio può essere utilizzato come adsorbente per i gas acidi, ad esempio aumentando l'umidità relativa nei gas di scarico. La deposizione avviene come una reazione solido-gas, di solito a temperature comprese tra 180 ° C e 200 ° C e tempi di permanenza inferiori a 2 secondi.
Il bicarbonato di sodio viene prima macinato per aumentare la sua superficie attiva e iniettato direttamente dopo il mulino nel flusso di scarico caldo. Lì avviene la decomposizione termica, detta anche attivazione:
2 NaHCO3→ Na2CO3+ CO2 + H2O
Questa reazione può essere osservata, in misura minore, a partire da temperature di circa 60 ° C. Una struttura altamente porosa, che fornisce una vasta area superficiale e garantisce quindi un alto livello di attività per ulteriori reazioni del Na2CO3 prodotto si manifesta attraverso il degasaggio di CO2 e acqua. La Figura 1 mostra le registrazioni al microscopio elettronico a scansione di superfici di particelle di bicarbonato prima dell'attivazione e Na2CO3, verificatesi durante l'attivazione.
Prima e dopo. Scansione di immagini al microscopio elettronico di un NaHCO3particella prima (a sinistra) e una Na2CO3particella dopo (destra) attivazione termica.
Anche se una certa proporzione dei componenti acidi reagisce direttamente con il bicarbonato, circa l'85% dell'adsorbente viene decomposto. Pertanto l'attuale partner di reazione è il carbonato di sodio:
N / A2CO3{{2}} 2 HCl → 2 NaCl + CO2 + H2O
N / A2CO3 {{2}} 2 HF → 2 NaF + CO2 + H2O
Le vie di reazione per la riduzione degli ossidi di zolfo sono più complesse e sono visualizzate in Figura 2.
2. Vie di reazione degli ossidi di zolfo con bicarbonato di sodio per la pulizia dei gas di combustione. I sottoprodotti CO2e H.2O sono indicati solo per la reazione di attivazione termica. Fonte: Dr. Peter Quicker et al.
La reazione di Na2CO3con SO2dipende fortemente dalla temperatura e può essere descritto usando l'equazione di Arrhenius. Pertanto, la velocità di reazione può essere quasi triplicata aumentando la temperatura da 160 ° C a 220 ° C. Tuttavia, questo comportamento a temperature superiori a 400 ° C è limitato da processi di sinterizzazione all'interno del grano (la struttura superficiale delle particelle). Questa sinterizzazione interessa sia il carbonato di sodio che i suoi prodotti di reazione.
La reazione è limitata con diametri di particelle maggiori, superiori a 30 µm, per diffusione dei pori.
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