Reducción de NOx en efluentes gaseosos mediante materiales de potasio/carbón conformadosdesarrollo de un modelo cinético

Zusammenfassung

En ésta Memoria de Tesis se estudia la reducción de NOx en efluentes gaseosos empleando materiales de carbón y potasio, principalmente briquetas y pellets, preparados empleando ácido húmico como aglomerante. El interés del estudio radica en que estos materiales podrían ser una vía alternativa a las habitualmente utilizadas hoy en día para evitar la emisión de NOx a la atmósfera. En el estudio se analiza la influencia que tienen diferentes variables de preparación de los materiales sobre su reactividad y selectividad hacia la reducción de NOx respecto a la indeseada combustión con oxígeno (presencia y naturaleza de aglomerantes, temperatura de pirólisis y cantidad de potasio (catalizador de la reacción NOx-carbón). Entre todas las variables estudiadas, la que más incidencia tiene es la cantidad de catalizador, habiéndose encontrado un óptimo en torno al 16,8% en peso. El estudio de la influencia del potasio se lleva a cabo en un intervalo de temperaturas de interés de cara a la aplicación práctica, observándose una interesante ventana de reactividad entre 325 y 475ºC aproximadamente, en la que hay reducción de NOx sin consumo importante de O2. Se ha comprobado que con estos materiales es posible mantener durante tiempos prolongados una reducción de NOx del 100%, y que la reacción NOx -carbón catalizada por potasio es de primer orden respecto a la presión parcial de NOx. Se ha propuesto un modelo de reacción sencillo compuesto de cuatro etapas no elementales para explicar el proceso estudiado, y se ha comprobado su validez simulando las curvas de reducción de NOx y de consumo completo de carbón obtenidas en experimentos realizados con muestras con distintos porcentajes de catalizador. Todos los parámetros del modelo optimizados tienen un claro sentido físico. Se ha estudiado la incidencia que tienen otras especies (CO2, H2O y SO2) sobre la reducción de NOx con los materiales previamente desarrollados.