Uso de la gama alúmina para la eliminación de material particulado diésel
Páginas: 55 (13592 palabras)
Publicado: 14 de febrero de 2011
INTRODUCCIÓN
Las partículas y los óxidos de nitrógeno son los principales contaminantes presentes en las emisiones de motores diesel. Las partículas ó material particulado total (MP) están compuestas por sustancias carbonosas (“dry soot”), óxidos inorgánicos (principalmente sulfatos), y líquidos. Los líquidos son una combinación de combustible diesel no quemado y lubricante, llamados“Fracción orgánica soluble” (FOS), que se hallan adsorbidos en las partículas de hollín y también en forma de aerosoles. Típicamente el FOS es un 55% del material particulado total, conteniendo 20% de combustible y 35% de lubricante [1]. Se ha demostrado que algunas de estas partículas y gases provocan cáncer. Estudios epidemiológicos recientes demuestran el vínculo directo entre la exposición a lasemisiones de diesel generadas en el lugar de trabajo y una mayor afección de cáncer de pulmón. Las partículas de hollín que son las más pequeñas emitidas por los gases de escape de diesel provocan también un aumento de las enfermedades respiratorias como la bronquitis, enfisema, asma y en algunos casos se han vinculado incluso a muertes prematuras por insuficiencia cardiaca [2].
Los motores dieselemiten menos cantidades de CO, NOx , hidrocarburos y CO2 que los motores de gasolina. El problema es que el proceso de combustión resulta en altos niveles de emisión de MP, en los últimos años se han realizado esfuerzos que tienden a mejorar el diseño del inyector de combustible. Sin embargo, esto no ha sido suficiente para reducir la emisión de MP a valores menores a los límites de las leyesactuales, por lo cual los tratamientos de post-combustión son necesarios [3]. Las vías más desarrolladas para la reducción en la emisión de partículas son los catalizadores de oxidación y los filtros re-generables. La utilización de catalizadores de oxidación, por ejemplo CeO2 soportado en monolitos [4] permite una reducción importante de la fracción líquida presente en las partículas (FOS), lo cualconstituye aproximadamente un 55% del MP, pero estos sistemas no son eficientes para reducir la fracción seca: dry soot. Los filtros cerámicos o metálicos permiten retener entre 70 y 95% de la emisión total de partículas. Sin embargo, todavía existen considerables problemas de seguridad con respecto a la etapa de regeneración de los mismos, debido a las altas temperaturas que se pueden originarpor la reacción de combustión [5].
En la actualidad no existe un método efectivo para la eliminación de las emisiones de NOx y del MP diesel. Es por esto que el objetivo de este trabajo es la utilización de un sistema catalítico utilizando a la γ-Al2O3 como material de soporte con las sale metálicas Pt, Sn, para la eliminación del MP diesel. La γ-Al2O3 tiene actividad para muchas reaccionesen la industria petroquímica y ha demostrado ser un soporte muy eficaz. La γ-Al2O3 se suele emplear para conseguir gran área, más estabilidad, forma física más conveniente y bajo costo en la construcción del catalizador.
En este trabajo se utilizo la γ-Al2O3 sulfatada con sales Pt y Pt, Sn para la eliminación de MP diesel empleando cromatografía de gases para el seguimiento de la oxidación delMP.
Por lo que el objetivo de este trabajo de tesis es ……………….
CAPÍTULO 1
CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR VEHÍCULOS AUTOMOTORES DIESEL
1.1 Emisiones del motor diesel.
Los motores diesel producen pequeñas cantidades de monóxido de carbono y de hidrocarburos no quemados en fase gas, ya que su funcionamiento requiere grandes cantidades de aire, los motores diesel funcionan en pobreza decombustible. Sin embargo producen altas concentraciones de NOx y del llamado hollín negro, que específicamente se denomina material particulado diesel. El MP diesel está formado por multitud de componentes y es extremadamente complejo. Consiste en partículas de hollín que llevan varios compuestos de los cuales algunos tienen una toxicidad elevada. En la Tabla 1 se muestra la composición media...
Las partículas y los óxidos de nitrógeno son los principales contaminantes presentes en las emisiones de motores diesel. Las partículas ó material particulado total (MP) están compuestas por sustancias carbonosas (“dry soot”), óxidos inorgánicos (principalmente sulfatos), y líquidos. Los líquidos son una combinación de combustible diesel no quemado y lubricante, llamados“Fracción orgánica soluble” (FOS), que se hallan adsorbidos en las partículas de hollín y también en forma de aerosoles. Típicamente el FOS es un 55% del material particulado total, conteniendo 20% de combustible y 35% de lubricante [1]. Se ha demostrado que algunas de estas partículas y gases provocan cáncer. Estudios epidemiológicos recientes demuestran el vínculo directo entre la exposición a lasemisiones de diesel generadas en el lugar de trabajo y una mayor afección de cáncer de pulmón. Las partículas de hollín que son las más pequeñas emitidas por los gases de escape de diesel provocan también un aumento de las enfermedades respiratorias como la bronquitis, enfisema, asma y en algunos casos se han vinculado incluso a muertes prematuras por insuficiencia cardiaca [2].
Los motores dieselemiten menos cantidades de CO, NOx , hidrocarburos y CO2 que los motores de gasolina. El problema es que el proceso de combustión resulta en altos niveles de emisión de MP, en los últimos años se han realizado esfuerzos que tienden a mejorar el diseño del inyector de combustible. Sin embargo, esto no ha sido suficiente para reducir la emisión de MP a valores menores a los límites de las leyesactuales, por lo cual los tratamientos de post-combustión son necesarios [3]. Las vías más desarrolladas para la reducción en la emisión de partículas son los catalizadores de oxidación y los filtros re-generables. La utilización de catalizadores de oxidación, por ejemplo CeO2 soportado en monolitos [4] permite una reducción importante de la fracción líquida presente en las partículas (FOS), lo cualconstituye aproximadamente un 55% del MP, pero estos sistemas no son eficientes para reducir la fracción seca: dry soot. Los filtros cerámicos o metálicos permiten retener entre 70 y 95% de la emisión total de partículas. Sin embargo, todavía existen considerables problemas de seguridad con respecto a la etapa de regeneración de los mismos, debido a las altas temperaturas que se pueden originarpor la reacción de combustión [5].
En la actualidad no existe un método efectivo para la eliminación de las emisiones de NOx y del MP diesel. Es por esto que el objetivo de este trabajo es la utilización de un sistema catalítico utilizando a la γ-Al2O3 como material de soporte con las sale metálicas Pt, Sn, para la eliminación del MP diesel. La γ-Al2O3 tiene actividad para muchas reaccionesen la industria petroquímica y ha demostrado ser un soporte muy eficaz. La γ-Al2O3 se suele emplear para conseguir gran área, más estabilidad, forma física más conveniente y bajo costo en la construcción del catalizador.
En este trabajo se utilizo la γ-Al2O3 sulfatada con sales Pt y Pt, Sn para la eliminación de MP diesel empleando cromatografía de gases para el seguimiento de la oxidación delMP.
Por lo que el objetivo de este trabajo de tesis es ……………….
CAPÍTULO 1
CONTAMINACIÓN DEL AIRE POR VEHÍCULOS AUTOMOTORES DIESEL
1.1 Emisiones del motor diesel.
Los motores diesel producen pequeñas cantidades de monóxido de carbono y de hidrocarburos no quemados en fase gas, ya que su funcionamiento requiere grandes cantidades de aire, los motores diesel funcionan en pobreza decombustible. Sin embargo producen altas concentraciones de NOx y del llamado hollín negro, que específicamente se denomina material particulado diesel. El MP diesel está formado por multitud de componentes y es extremadamente complejo. Consiste en partículas de hollín que llevan varios compuestos de los cuales algunos tienen una toxicidad elevada. En la Tabla 1 se muestra la composición media...
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