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Mathematical Modeling and Mechanism of VUV Photodegradation of H2S in the Absence of O2Modelización Matemática y Mecanismo de Fotodegradación VUV de H2S en Ausencia de O2

Resumen

La existencia de H2S ha limitado la promoción energética del biogás. La fotodegradación tradicional del H2S suele llevarse a cabo en presencia de O2, pero esto no es adecuado para la desulfuración del biogás, que debe evitarse. Por lo tanto, en el presente estudio se investigó por primera vez la degradación ultravioleta del H2S en ausencia de O2 desde un punto de vista matemático. La longitud de onda de la luz y la intensidad aplicadas fueron 185 nm y 2,16 × 10-12 Einstein/cm2-s, respectivamente. En primer lugar, se estableció el modelo matemático de fotodegradación de H2S con el software MATLAB, incluyendo el modelo de distribución del flujo de gas y el modelo de radiación del fotorreactor, el modelo cinético, el modelo de balance de masas y el modelo de cálculo de la tasa de degradación. A continuación, se estudió la influencia de la concentración inicial de H2S y del tiempo de retención del gas en la tasa de fotodegradación, para verificar el modelo matemático. Los resultados indicaron que la tasa de fotodegradación disminuía con el aumento de la concentración inicial de H2S, y que la tasa máxima de fotodegradación alcanzaba el 62,8% con una concentración inicial de 3 mg/m3. Además, la tasa de fotodegradación del H2S aumentaba con el incremento del tiempo de retención. Los resultados experimentales concordaban bien con los resultados de la modelización, lo que indicaba la viabilidad del modelo matemático para simular la fotodegradación del H2S. Por último, se simularon los productos intermedios y los resultados mostraron que los principales productos de fotodegradación eran H2 y S elemental, y las concentraciones de los dos productos principales se aproximaban y concordaban bien con los coeficientes estequiométricos de reacción. Además, la concentración de radicales libres de H- y SH- era bastante baja.

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