Ciencia
Páginas: 20 (4904 palabras)
Publicado: 28 de febrero de 2013
CATALIZADORES PARA LA COMBUSTIÓN DE MATERIAL PARTICULADO EMANADO DE COMBUSTIBLES DIESEL Y BIODIESELINTRODUCCIÓN
Los motores de combustión interna constituyen una de las principales causas de contaminación ambiental. En el caso particular de los motores diesel los principales contaminantes son las partículas de hollín o material particulado y los óxidos de nitrógeno.
El desarrollo demateriales catalíticos activos para la eliminación de contaminantes de gases de escape de motores diesel, ha sido motivo de un intenso trabajo de investigación en los últimos años. La eliminación de hollín proveniente de escapes de motores diesel, es un problema para el cual aún no se ha encontrado una solución completamente satisfactoria. Se debe lograr un sistema de filtrado eficiente, que retenga laspartículas de muy pequeño tamaño generadas en el motor, evitando aumentos en la pérdida de carga del sistema de exhaución por taponamiento del filtro. Una de las opciones más adecuadas es que se autorregenere por combustión catalítica del hollín. Para esto, el catalizador debe tener actividad suficiente a la temperatura de los gases de escape.
En trabajos previos de nuestro grupo de trabajo sereportaron resultados obtenidos con catalizadores basados en potasio y cobalto, soportados en MgO, CeO2, y La2O3 (1-3). Se encontró que el catalizador K/La2O3 es una opción promisoria para la eliminación del hollín. Este catalizador en mezcla mecánica con el hollín presenta un máximo en el perfil de oxidación a temperatura programada entre 350 y 400°C. Esta temperatura de quemado de hollín seajusta bien a los niveles térmicos disponibles en el escape de motores de carga pesada, y se acerca a los niveles térmicos disponibles en el escapes de motores de carga liviana.
El SO2, inevitablemente presente entre los productos de la combustión de cualquier combustible derivado del petróleo, constituye un problema en cuanto a que éste desactiva el catalizador. Si bien las futuras legislacionesse están haciendo progresivamente más estrictas en cuanto a los contenidos de material particulado y NOx , también lo están haciendo con respecto al contenido de azufre de los combustibles, lo cual constituye un aspecto sumamente positivo teniendo en mente la desactivación de los catalizadores frente al SO2.
La preparación del catalizador soportado en el filtro o monolito cerámico presentainconvenientes adicionales. Se debe lograr un depósito con la composición previamente optimizada, que presente buena adherencia al soporte y que sea mecánica y térmicamente estable.
Finalmente, el estudio de las emanaciones de los biocombustibles, como el biodiesel, constituye un nuevo desafío, teniendo en cuenta que las actuales legislaciones en determinados países (y futuras en otros), estándemandando el uso de porcentajes de éstos biocombustibles en mezcla con los combustibles tradicionalmente usados.
El objetivo de este trabajo es evaluar la actividad del catalizador K/La2O3 para la combustión de material particulado emanado por combustibles diesel. Se analiza la estabilidad del catalizador frente al SO2. También se analiza la estabilidad mecánica y térmica cuando se deposita elcatalizador sobre un monolito cerámico, del tipo de los usados comercialmente.
Por último se compara la actividad del catalizador frente a la combustión de material particulado emanado por combustibles diesel y biodiesel.
La actividad de los catalizadores en polvo se evalúa mediante la técnica de oxidación a temperatura programada, en la cual, una mezcla mecánica de catalizador con hollín sesomete a un proceso de calentamiento en corriente de O2 en N2.
Para analizar la estabilidad del catalizador frente al SO2 se somete el mismo a una corriente de 1000 ppm de SO2. Esta concentración de SO2 es extremadamente alta con respecto a las concentraciones presentes en el escape, pero se usa buscando desactivar rápidamente al catalizador. Con el propósito de regenerar al catalizador así...
Los motores de combustión interna constituyen una de las principales causas de contaminación ambiental. En el caso particular de los motores diesel los principales contaminantes son las partículas de hollín o material particulado y los óxidos de nitrógeno.
El desarrollo demateriales catalíticos activos para la eliminación de contaminantes de gases de escape de motores diesel, ha sido motivo de un intenso trabajo de investigación en los últimos años. La eliminación de hollín proveniente de escapes de motores diesel, es un problema para el cual aún no se ha encontrado una solución completamente satisfactoria. Se debe lograr un sistema de filtrado eficiente, que retenga laspartículas de muy pequeño tamaño generadas en el motor, evitando aumentos en la pérdida de carga del sistema de exhaución por taponamiento del filtro. Una de las opciones más adecuadas es que se autorregenere por combustión catalítica del hollín. Para esto, el catalizador debe tener actividad suficiente a la temperatura de los gases de escape.
En trabajos previos de nuestro grupo de trabajo sereportaron resultados obtenidos con catalizadores basados en potasio y cobalto, soportados en MgO, CeO2, y La2O3 (1-3). Se encontró que el catalizador K/La2O3 es una opción promisoria para la eliminación del hollín. Este catalizador en mezcla mecánica con el hollín presenta un máximo en el perfil de oxidación a temperatura programada entre 350 y 400°C. Esta temperatura de quemado de hollín seajusta bien a los niveles térmicos disponibles en el escape de motores de carga pesada, y se acerca a los niveles térmicos disponibles en el escapes de motores de carga liviana.
El SO2, inevitablemente presente entre los productos de la combustión de cualquier combustible derivado del petróleo, constituye un problema en cuanto a que éste desactiva el catalizador. Si bien las futuras legislacionesse están haciendo progresivamente más estrictas en cuanto a los contenidos de material particulado y NOx , también lo están haciendo con respecto al contenido de azufre de los combustibles, lo cual constituye un aspecto sumamente positivo teniendo en mente la desactivación de los catalizadores frente al SO2.
La preparación del catalizador soportado en el filtro o monolito cerámico presentainconvenientes adicionales. Se debe lograr un depósito con la composición previamente optimizada, que presente buena adherencia al soporte y que sea mecánica y térmicamente estable.
Finalmente, el estudio de las emanaciones de los biocombustibles, como el biodiesel, constituye un nuevo desafío, teniendo en cuenta que las actuales legislaciones en determinados países (y futuras en otros), estándemandando el uso de porcentajes de éstos biocombustibles en mezcla con los combustibles tradicionalmente usados.
El objetivo de este trabajo es evaluar la actividad del catalizador K/La2O3 para la combustión de material particulado emanado por combustibles diesel. Se analiza la estabilidad del catalizador frente al SO2. También se analiza la estabilidad mecánica y térmica cuando se deposita elcatalizador sobre un monolito cerámico, del tipo de los usados comercialmente.
Por último se compara la actividad del catalizador frente a la combustión de material particulado emanado por combustibles diesel y biodiesel.
La actividad de los catalizadores en polvo se evalúa mediante la técnica de oxidación a temperatura programada, en la cual, una mezcla mecánica de catalizador con hollín sesomete a un proceso de calentamiento en corriente de O2 en N2.
Para analizar la estabilidad del catalizador frente al SO2 se somete el mismo a una corriente de 1000 ppm de SO2. Esta concentración de SO2 es extremadamente alta con respecto a las concentraciones presentes en el escape, pero se usa buscando desactivar rápidamente al catalizador. Con el propósito de regenerar al catalizador así...
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