Investigación Del Proceso De Adsorción De Hidrocarburos En Distintos Materiales Adsorbentes

Informe de Pasantía

Tema: “Investigación del proceso de adsorción de hidrocarburos en distintos materiales adsorbentes”

1. Objetivos
* Lograr entrenamiento en el laboratorio y manejo de drogas y material.
* Estudiar las variables de preparación de metal-zeolitas por intercambio iónico.
* Realizar la optimización de variables tales como; concentración y temperatura de lasolución de intercambio, tiempo de intercambio, y anión que acompaña al catión que se quiere intercambiar.
* Determinar el contenido del catión intercambiado, para lo cual es necesario la implementación de secuencias de digestión de la muestra sólida con el objetivo de lograr una solución que pueda ser analizada por espectroscopia de absorción atómica.
* Lograr entrenamiento en la operación dediferentes equipos, DRX, Adsorción, etc.
* Uso de programas de computación asociados a los equipos para facilitar la interpretación de la información obtenida.
* Caracterizar los diferentes sólidos mediante distintas técnicas incluyendo: acondicionamiento adecuado de la muestra; obtención, discusión e interpretación de los resultados y elaboración de informes.
2. Introducción
Elcuidado del medio ambiente en el mundo ha dado origen a regulaciones ambientales cada vez más estrictas, tanto en los procesos industriales como en los productos generados. El crecimiento poblacional y consecuentemente el industrial para satisfacer su demanda, trajeron consigo un incremento alarmante en los niveles de contaminantes tanto en el aire, como en el suelo y el agua. Dado este panorama, esprioritario controlar el nivel de emisión de las sustancias nocivas que deterioran el medioambiente.
Los procesos que contribuyen en gran medida a la cantidad total emitida de los principales contaminantes atmosféricos son los de combustión. La mayor parte se origina en fuentes estacionarias como son las usinas generadoras de energía y en los motores de las fuentes móviles. Durante el proceso decombustión dado en el motor de un vehículo, además de grandes cantidades de CO2 y H2O, también se generan CO e hidrocarburos no quemados (debido a ineficiencias en el mismo proceso de combustión) y NOx por la reacción entre N2 y O2 del aire a elevadas temperaturas de la cámara de combustión [1]. Existen varias alternativas para disminuir la concentración de NOx e hidrocarburos liberados a laatmósfera. Por ejemplo, se podrían emplear otros procesos de generación de energía, tanto para las fuentes estacionarias de potencia eléctrica como para el parque automotor, que sean menos nocivos para el medio ambiente. Esto involucraría cambios tecnológicos importantes, como por ejemplo recurrir a las tecnologías sustentables.
Para solucionar esto, una alternativa es la Reducción Catalítica Selectivade NOx usando hidrocarburos como agente reductor y en presencia de oxígeno en exceso [2]. Así por ejemplo, se han desarrollado los convertidores catalíticos de automóviles [3], el más comúnmente usado, es el catalizador monolítico de tres vías (TWC) donde se logra la oxidación de CO y CxHy y la reducción de NOx.
Una de las principales dificultades encontradas en estos sistemas es que durante elperíodo del arranque del motor, los gases de combustión están relativamente fríos y son ricos en hidrocarburos no quemados, los cuales atraviesan el convertidor catalítico sin reaccionar. Entonces el 50-80% del total de los hidrocarburos no quemados son emitidos a la atmósfera entre los 60 y 90 segundos después del arranque [4-8]. A su vez los catalizadores usualmente son inactivos a bajastemperaturas, requiriéndose valores cercanos a los 300ºC para un óptimo funcionamiento. Por esta razón es necesario el diseño y la implementación de nuevos sistemas tendientes a reducir estas emisiones.
Una solución alternativa consiste en la combinación de adsorbentes (trampa de hidrocarburos), por ejemplo tamices moleculares, con el convertidor catalítico. Tales trampas podrían adsorber los HCs...