Estudio experimental y cinético de la interacción del Printex-U con NO

Silva Oliveira, Pedro Manuel
Arnal Forcada, Cristina (dir.)

Universidad de Zaragoza, CPS, 2010
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Ingeniero Químico

Resumen: El presente Proyecto Fin De Carrera tiene como objetivo general contribuir a obtener un mayor conocimiento de la interacción de un hollín comercial denominado Printex-U, según la bibliografía un material representativo del hollín de diésel, con NO, como método de reducción in situ de ambos contaminantes en motores diésel. En primer lugar, se ha realizado un estudio bibliográfico acerca de la interacción del hollín y de otros materiales carbonosos con el NO, así como de distintas técnicas, las más utilizadas, para la caracterización de materiales carbonosos. En el laboratorio se ha llevado a cabo un estudio experimental de la reactividad del hollín con NO, analizando la influencia de la temperatura y concentración de NO. Se ha obtenido que cuanto mayor es la temperatura de reacción y la concentración de NO menor es el tiempo de conversión completa del carbono, lo que indica una mayor reactividad del material carbonoso hacia NO. Por otro lado, se ha observado que el aumento de temperatura conlleva una mayor conversión (reducción) de NO, mientras que cuanto mayor es la concentración de NO menor es la conversión de NO. En el estudio cinético, se ha utilizado el Modelo de reacción de Núcleo Decreciente para analizar la reacción sólido-gas considerada y ajustar los datos experimentales, determinando la etapa controlante de la reacción en las condiciones de operación utilizadas y, posteriormente, los parámetros cinéticos (orden de reacción respecto al NO y energía de activación). La etapa controlante es la de la reacción química, obteniendo un orden de reacción de 0,42, una energía de activación de 110 kJ/mol y un valor de la constante cinética a 1000 ºC de 1,33x10-9 mol0,58•m-0,74 •s-1. Adicionalmente, varias muestras de hollín han sido sometidas a tratamiento térmico a temperaturas de 1000 y 1100 ºC para conocer la variación de sus propiedades estructurales con la temperatura en comparación con el material original. Las técnicas de caracterización aplicadas han sido: análisis elemental, TEM, SEM, XRD, XPS, espectroscopia Raman y análisis de superficie específica BET y DR.

Palabra(s) clave (del autor): Printex-U ; Hollín ; Diésel ; Reducción ; NOx ; Carbono ; Reactividad ; Cinética ; Modelo de Núcleo Decreciente ; Caracterización

Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera