Líneas de Investigación

Transcripción

1 Líneas de Investigación Act. Investigadora Degradación compuestos organoclorados Dr. Christian Vovelle

2 Tratamiento desechos Desarrollo industrial Desechos Compuestos organoclorados Incineración Ventajas Líquidos, sólidos y gases Importante reducción de volumen Desventajas Formación productos tóxicos, dioxinas, cenizas Problemas contaminación Desarrollo controlado por normas utilización

3 Incineración Normativa Eficacia de destrucción y eliminación DRE = D D D f 1 DRE > % Sólo asegura destrucción Optimización Formación PICs Más tóxicos iniciales Compuestos clorados Productos finales: CO 2, H 2 O, HCl y Cl 2

4 Parámetros y Compuesto Parámetros optimización Temperatura de las paredes Tiempo de residencia Pulverización combustible Reparto aire periférico/axial Inyección vapor de agua Llama piloto CH 4 /O 2 /N K Geometría del sistema Tamaño del inyector 9-1% con flujo aire total cte. Reducción relación Cl/H Estabilización llama y Cl/H Compuesto 1,2,3,4-tetraclobenceno (TCB) Cl/H = 2 Reacciones estequiométricas: Cl/H>1: C 6 H 2 Cl 4 + 6O 2 6CO 2 + 2HCl + Cl 2 Cl/H<1: C 6 H 2 Cl 4 + 2H + 6O 2 6CO 2 + 4HCl En presencia donantes de hidrógeno H Cl H Cl Cl Cl

5 Quemador φ = 12 cm Tubo cuarzo Aislamiento Ensamblaje tubos concéntricos Aire periférico métano Aire axial - vapor agua Pulverización (N 2 ) C 6 H 2 Cl 4 líquido

6 Sistemas medida Concentraciones Reactivos TCB Trampa criog. CG/FID O 2 Balón CG/TCD Intermedios CO Célula IR IRTF COCl 2, CCl 4 Balón CG/SM Clorobencenos Trampa criog. CG/FID Productos CO 2, HCl, H 2 O Célula IR IRTF Cl 2 Balón CG/SM Temperatura Termopar Pt/Pt-Rh Medidas axiales y locales Toma de muestra por microsonda en vacío

7 Espectros IR Resultados CO:.2% CO 2 : 11.92% H 2 O: 2.82% HCl: 8.67% CO:6.9% CO 2 : 4.22% H 2 O:.% HCl: 5.2%

8 Sistema Experimental LAVADO DE GASES TRAMPA EXTRACCIÓN ALIMENTACIÓN DE FLUIDOS REGULACIÓN TEMPERATURAS REACTOR COLECTOR DE GASES GC/SM ANÁLISIS FTIR

9 Conversión combustible Progreso de la combustión T pared reactor (K) CH 4 (mol s -1 ) H 2 O (cm 3 s -1 ) Cl / H Conversión Carbono (%) Conversión Cloro (%) DRE 1.3x x x x x x x x

10 Conversión combustible Progreso de la combustión T pared reactor (K) CH 4 (mol s -1 ) H 2 O (cm 3 s -1 ) Cl / H Conversión Carbono (%) Conversión Cloro (%) DRE 1.3x x x x x x x x

11 Conversión combustible Progreso de la combustión T pared reactor (K) CH 4 (mol s -1 ) H 2 O (cm 3 s -1 ) Cl / H Conversión Carbono (%) Conversión Cloro (%) DRE 1.3x x x x x x x x

12 Conversión combustible Progreso de la combustión T pared reactor (K) CH 4 (mol s -1 ) H 2 O (cm 3 s -1 ) Cl / H Conversión Carbono (%) Conversión Cloro (%) DRE 1.3x x x x x x x x

13 Temperatura % aire periférico; Cl/H = % aire periférico; Cl/H =.47 Temperatura axial, K K 1273 K 1223 K K 1273 K 1223 K Distancia al quemador, cm Distancia al quemador, cm

14 Formación CO % perif. 4. % CO 5% perif. 67% perif. % CO % aire perif. 67% aire perif.. 8. Cl/H = 1, Temperatura pared, K. Tp = 1273K Cl/H =,75-1,57.E+ 1.E-4 2.E-4 3.E-4 D CH 4,mol.s % CO 4. 95% aire perif. % CO 5% aire perif % aire perif. 2...E+ 2.E-4 4.E-4 6.E-4 8.E-4 DH2O, mol.s -1. Condiciones Tpared = 1273 K 67% aire periférico Cl / H

15 Conversión CO en CO 2 Disminución CO Aumento CO 2 Conversión CO en CO 2 Favorecida por H 2 O y CH 4 H + O 2 OH + O CO + OH CO 2 + H Compite con inhibición por moléculas cloradas Cl/H > 1 RCl + H HCl + R Aporte radicales H y OH Cl + H 2 O HCl + OH

16 Formación compuestos clorados Productos obtenidos Mayoritariamente HCl Cl 2 COCl E-1 5% periférico E-2 %HCl % periférico 67% periférico 95% periférico %, COCl 2 5.E-2 91% periférico E Temperatura pared, K 67% periférico.e Temperatura pared, K T favorece formación productos finales Cl 2 comportamiento inverso a COCl 2

17 Resultados Composición Productos finales: CO 2, HCl, Cl 2 Especies intermedias dominantes: TCB, CO y COCl 2 Trazas de tri, penta y hexa-clorobencenos Conversión CO en CO 2 Altas T: Conversión completa independientemente otros parámetros Bajas T: Se requiere adición H (CH 4 y/o H 2 O) para conseguir Cl/H < 1 Desaparición COCl 2 Sólo posible con Cl/H < 1, incluso a altas T Adición CH 4 más eficaz que H 2 O