Since public complaints and human health problem effects from odors, especially hydrogen sulfide, has been considerably increased, many technologies have been raised and developed to handle and remove it. In this work, hypochlorous acid (HOCl), hydrogen peroxide ($H_2O_2$), persulfate ($S_2O_8^{2-}$), sodium hydroxide (NaOH), and carbonate ($CO_3^{2-}$) were compared as absorbents for the removal of hydrogen sulfide in order to be used in impeller-based scrubbers; moreover, the proportion of products from oxidation processes was investigated. In addition, the suitable absorbent was used in impeller-based scrubbers to evaluate the optimal condition for upscaling in long-term use and future studies. The results showed that the removal rates of 2 mM NaOH, 10 mM HOCl, 10 mM NaOH, and 10 mM $Na_2CO_3$ (all at 100%) were higher than those of 2 mM $Na_2CO_3$ (from 100% to 78.3%), 10 mM $H_2O_2$ (from 52.3 to 51.7%), and 10 mM $S_2O_8^{2-}$ (from 51.3 to 47.3%) in 1 hour; furthermore, the dominant products from HOCl, $H_2O_2$, $S_2O_8^{2-}$, NaOH, and $CO_3^{2-}$ oxidation processes are sulfate ($SO_4^{2-}$), unknown substances, $SO_4^{2-}$, sulfide ($S^{2-}$), and $S^{2-}$, respectively. However, $S^{2-}$ is an unstable substance that can easily reverse back to $H_2S$ when pH is decreased. Precipitants were observed during the $H_2O_2$ and $S_2O_8^{2-}$ oxidation experiments. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analysis has confirmed that they were sulfur elements ($S^0$). But precipitant would clog the impeller's mesh. As a result, HOCl was the best oxidant to use as absorbents in this study. The optimal impeller scrubber conditions were investigated, and it was discovered that L/G 6 with a 5 mM HOCl concentration and L/G 3 with a 7 mM HOCl concentration provided the best $H_2S$ removal performance (99.4% and 99.2% of the average removal efficiency in 1 hour with a gas flow rate of 0.5 L/min, respectively). However, L/G 3 with a 7 mM HOCl concentration produced more sulfate than L/G 6 with a 5 mM HOCl concentration. Therefore, L/G 3 with a 7 mM HOCl concentration is more suitable than L/G 6 with a 5 mM HOCl concentration because of lower energy consumption for pumping and higher sulfate production. The influence of rotation speed was investigated, and it was found that when the rotation speed of the impeller increased, the removal efficiency also improved. Because the higher the rotation speed, the smaller the droplets, the more surface area, and the more oxidation.
악취, 특히 황화수소, 등으로 인한 인간의 불만과 건강 문제가 크게 증가함에 따라 이를 처리하고 제거하기 위한 많은 기술들이 제기되고 개발되고 있다. 본 연구에서 임펠러 스크러버에 적용하기 위해서 차아염소산(HOCl), 과산화수소($H_2O_2$), 과황산염($S_2O_8^{2-}$), 수산화나트륨(NaOH) 및 탄산염($CO_3^{2-}$)을 황화수소 제거 흡수제로 비교하였으며, 산화 반응 생성물의 비율을 조사했다. 임펠러 스크러버에 적합한 흡수제를 사용하여 장기간 및 차후 연구에서 업스케일링을 위한 최적 조건을 평가했다. 같은 1 시간 실험 결과는 2 mM NaOH, 10 mM HOCl, 10 mM NaOH 및 10 mM $Na_2CO_3$의 제거율이 2 mM $Na_2CO_3$, 10 mM $H_2O_2$, 및 10 mM $S_2O_8^{2-}$의 제거율보다 높은 것으로 나타났다. 또한 HOCl, $H_2O_2$, $S_2O_8^{2-}$, NaOH 및 $CO_3^{2-}$ 산화 반응의 주요 생상물은 각각 황산염($SO_4^{2-}$), 미지 물질, $SO_4^{2-}$, 황화물($S^{2-}$) 및 $S^{2-}$ 이였다. 침전물은 $H_2O_2$ 및 $S_2O_8^{2-}$ 산화 반응에 관찰되었으며 XPS(X-ray photoelectron spectroscopy) 분석 결과 황 원소($S^0$)임을 확인했다. 임펠러의 메쉬에 침전물이 막힐 가능성이 있기 때문에 HOCl은 이 연구에서 흡수제로 사용하기에 가장 좋은 산화제로 간주되었다. 임펠러 스크러버의 최적 동작조건을 연구 결과 5 mM HOCl, L/G 6 콤비과 7 mM HOCl, L/G 3 콤비가 가장 우수한 $H_2S$ 제거 성능을 나타냄을 발견했다 (가스 유량이 0.5 L/min일 때 1시간 평균 제거율은 각각 99.4%과 99.2% 이였다). 불행하게도 7 mM HOCl, L/G 3 콤비는 5 mM HOCl, L/G 6 콤비보다 더 많은 황산염을 생성하였다. 에너지 소비와 원하는 황산염 생산을 고려하다가 7 mM HOCl, L/G 3 콤비가 5 mM HOCl, L/G 6 콤비보다 더 적합하다. 마지막으로 회전속도의 영향에 대한 실험을 진행하였다. 임펠러의 회전속도가 증가할수록 제거효율도 향상됨을 알 수 있다는 것이 증명하였다. 회전속도가 높을수록 구심 가속도가 커지므로 결과적으로 산화제 방울이 가스와 더 많이 접촉하고 더 잘 수행할 수 있다.
