Catálisis Y Eliminación De Nox

CATÁLISIS Y ELIMINACIÓN DE NOx

Introducción
Se va a tratar en este trabajo la eliminación de los NOx (óxidos de nitrógeno) mediante catálisis. Esta eliminación está siendo muy estudiada ya que debido al combustible quemado por los vehículos, a las centrales térmicas y a otros sistemas de combustión se lanzan a la atmósfera anualmente toneladas de residuos que incluyen NO, NO2, N2O2, N2O3…etc. que son gases tóxicos, irritantes y precursores de nítrico, uno de los causantes de la lluvia ácida. Este fenómeno se produce por la disolución de los NOx en el vapor de agua atmosférico. Esto conlleva la formación de nítrico, que junto con sulfúrico formado, hacen que la lluvia que caiga tenga un pH más ácido de lo normal. También son causantes del llamado smog fotoquímico. La luz que incideen las moléculas de NO2, hace que se escinda un O· y quede un NO. Se promueve así la formación de ozono en la troposfera que en presencia de COVs (compuestos orgánicos volátiles) trae como consecuencia final la disolución de NOx en el vapor de ambiente y se forme una niebla contaminada de ozono muy perjudicial para cualquier organismo vivo. Aunque se producen muchos NOx, lo cierto es que la granmayoría y los que más afectan debido a su mayor estabilidad (comparado con otros NOx) son NO y NO2, de modo que nos centraremos en estas especies. A pesar de ésto también cabe decir que la producción de óxidos de nitrógeno no proviene sólo de contaminación humana, como cabría pensar en un inicio.

Fuentes Humanas de NOx
Otras

Fijas

Móviles

También hay fuentes de emisión de estoscompuestos que se crean debido a la descomposición bacteriana de nitratos, las emisiones volcánicas, rayos e incendios forestales. Para reducir las emanaciones que nos conciernen, las autoridades establecen límites de emisión de estos compuestos. Y para conseguir disminuirlos se utilizan catalizadores, cuyo objetivo mayoritariamente es la conversión de los NOx en N2 y agua. Así podemos concretar que haydos tipos de fuentes de emisión (antropogénica) de NOx: fuentes fijas (centrales térmicas) y fuentes móviles (automóviles). Introduciendo las primeras, podemos decir que a pesar de haber muchos tipos de estas clases de fuentes (incineradoras, industria del hierro o del acero, centrales térmicas…) en las que más se han investigado han sido en éstas últimas por el hecho de ser las que representan lamayor parte de emisión fija de NOx.

Eliminación en fuentes fijas
La eliminación en este tipo de fuentes se puede llevar a cabo mediante absorción física de éstos compuestos con ácidos o bases. Por ejemplo la absorción con H2SO4 que se realiza a baja temperatura y a alta presión manteniendo una corriente de sulfúrico que crea el compuesto HSO4NO y que posteriormente se calienta y sedescomprime y desprende el NOx en corriente de vapor de agua, que por enfriamiento da ácido nítrico. Éste proceso también se puede dar con otros ácidos o con bases como el Mg(OH)2. Otros mecanismos de eliminación de NOx son posibles. Por ejemplo, reduciendo la temperatura de combustión (aunque éste no elimina los NOx térmicos), usando quemadores de bajo NOx, oxidando los óxidos de nitrógeno (ya que son mássolubles los más oxidados y así se pueden retener), intentando eliminar el nitrógeno del aire en el que se produce la combustión

No obstante, es muy utilizada la reducción catalítica selectiva (en inglés SCR), que utiliza amoníaco como agente reductor de los NOx por su gran eficiencia y selectividad, a pesar de las desventajas (económicas y de almacenamiento) que tiene el NH3 con respecto aotro tipo de reductor como los hidrocarburos. La utilización básica de NH3 en estos procesos se establece en el reactor, donde se inyecta el amoniaco diluido en aire. En dicho lugar suelen existir dos capas de catalizador, generalmente óxidos de titanio soportados sobre sílice. Las reacciones que tienen lugar son las siguientes: 4 NO + 4 NH3 + O2 ――→ 4 N2 + 6 H2O 6 NO2 + 8 NH3 ――→ 7 N2 + 12 H2O...