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Pirólisis de acetileno con etanol y otros compuestos oxigenados: Estudio de la formación de hollín y contaminantes gaseosos

Esarte Relanzón, Claudia
Alzueta Anía, María U. (dir.) ; Callejas Bermejo, Alicia (dir.)

Universidad de Zaragoza, 2011

ISBN: 978-84-694-9910-8

Abstract: La presente tesis doctoral aborda el estudio de la pirólisis de las mezclas de acetileno, uno de los principales precursores del hollín, con distintos compuestos oxigenados que se consideran adecuados para la reformulación de combustibles. Dado que el etanol parece hoy en día una de los compuestos oxigenados que presenta mayores ventajas para la reformulación de combustibles, se hace especial hincapié en el estudio de la pirólisis de mezclas acetileno-etanol. No obstante, todavía existe cierta controversia sobre el efecto que el etanol y el resto de compuestosl oxigenados pueden tener sobre la formación de hollín y otros contaminantes procedentes de los procesos de combustión. En este contexto, en este trabajo se estudia de manera exhaustiva, en condiciones bien controladas de laboratorio, la formación de hollín y otros contaminantes gaseosos a partir de la pirólisis de acetileno y etanol en un reactor de flujo. Con el apoyo de mecanismos cinéticos detallados, que se validan para las condiciones experimentales estudiadas, se evalúan los distintos caminos de reacción que llevan a la formación de hollín. De esta forma, se identifican las rutas competitivas y de oxidación como las principales causas de reducción de hollín mediante la retirada de carbono de las rutas típicas de formación de hollín. Algunas muestras seleccionadas de hollín se someten a un estudio de caracterización y reactividad a través del cual se observa que las condiciones de formación de hollín presentan cierta influencia sobre la estructura de las partículas de hollín formada y sobre su capacidad para interaccionar con compuestos gaseosos. Además, de manera complementaria se estudia el efecto de otros alcoholes (metanol, isopropanol y n-butanol) y de un isómero del etanol (dimetiléter) sobre la formación de hollín y contaminantes gaseosos. A partir del estudio comparativo del efecto de los distintos alcoholes se concluye que todos los alcoholes tienen capacidad para disminuir la formación de hollín y dicha capacidad es mayor cuanto menor es la cadena alifática del alcohol. Esta reducción de la formación de hollín está ligada a las distintas rutas de descomposición de los alcoholes. A partir del estudio comparativo de la pirólisis de acetileno con etanol y dimetiléter se observa que la estructura molecular del compuestos oxigenado juega un papel relevante en los procesos de formación de hollín y que es deseable la ausencia de enlaces carbono-carbono que evitan la formación de precursores de hollín. Además se concluye que el origen de carbono y oxígeno en la mezcla reactante influye de manera relevante sobre la formación de productos.

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