Estudio de la oxidación de ácido fórmico (HCOOH) en un reactor de flujo a presión atmosférica

Santos Villafranca, Alfredo
Marrodán Bretón, Lorena (dir.)

Alzueta Anía, Mª Uxué (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2018
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Tecnologías del Medio Ambiente

Graduado en Ingeniería de Tecnologías Industriales

Resumen: Este trabajo estudia el proceso de oxidación de ácido fórmico (HCOOH), un importante intermedio en la oxidación de compuestos oxigenados. Dichos compuestos se añaden a los combustibles diésel con el fin de reducir las emisiones contaminantes durante el proceso de combustión de los motores de combustión interna en automoción. Además, los ácidos orgánicos pueden ser emitidos en procesos de combustión y/o pirolisis y se encuentran entre los contaminantes que contribuyen a la formación de lluvia ácida; el más simple de ellos es el ácido fórmico. El interés en estos ácidos como componentes químicos de la troposfera ha ido creciendo en las últimas décadas. Éstos contribuyen significativamente a la acidez de las precipitaciones y del agua que se encuentra en las nubes. En primer lugar, en este trabajo, se describen los principales aditivos oxigenados del combustible diésel, así como sus efectos sobre el proceso de combustión del mismo. Así mismo, también se comenta la formación y estructura de ácido fórmico. Al mismo tiempo, se ha realizado una exhaustiva búsqueda de información en relación con estudios previos sobre el proceso que se analiza, con el fin de contextualizar y dar un enfoque previo a la realización del trabajo. Para la elaboración del estudio experimental se hace uso de la instalación de fase gas (fase homogénea) y los equipos del laboratorio de Reacciones de Combustión del Grupo de Procesos Termoquímicos (GPT), en el Instituto Universitario de Investigación en Ingeniería de Aragón (I3A). Bajo diversas condiciones estequiométricas, se han tomado datos de las principales especies involucradas en el proceso en un barrido de temperaturas para su posterior análisis. Una vez finalizado el estudio experimental, se realizan una serie de simulaciones replicando las mismas condiciones experimentales mediante el empleo del software ANSYS-ChemkinPro. Los resultados de estas simulaciones son comparados con los resultados experimentales para analizar la validez del modelo cinético. Por último, se han analizado los caminos de reacción conforme al modelo teórico para dar un enfoque más completo al trabajo. En conclusión, se ha observado que el modelo se adapta parcialmente a los resultados experimentales. Sin embargo, las diferencias existentes entre experimentos y simulaciones indican que es necesaria una mejora del modelo cinético en lo que concierne al sub-mecanismo de oxidación del ácido fórmico.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado