Desarrollo de tecnologías de concentración y eliminación de hidrocarburos aromáticos policíclicos. Producción de carbones activados, adsorción cíclica y combustión catalítica

Resumo

El trabajo expuesto en esta memoria, aborda el grave problema medioambiental que supone la emisión en fase gas de Hidrocarburos Aromáticos Policíclicos (PAH) procedentes de procesos de generación de energía y plantea una solución global para su eliminación completa, mediante el estudio y desarrollo de tecnologías adecuadas. Para adaptar los nuevos procesos de generación de energía y los ya existentes al futuro marco legal, que se espera cada vez más restrictivo a este respecto, se hace necesario disponer de soluciones tecnológicas para el control y eliminación de PAH. Para ello, se han estudiado exhaustivamente los procesos de producción de Carbones Activados (CA) mediante activación física con vapor a partir de carbonizado de neumático usado, el proceso de adsorción cíclica de dos PAH modelo (Naftaleno y Fenantreno) sobre diferentes CA y, por último, la combustión catalítica con catalizadores de óxido de cerio de una corriente concentrada de PAH. En todos los casos se han estudiado en profundidad las variables clave del proceso con criterios de optimización. Además se han desarrollado herramientas informáticas de modelado y simulación, que permiten el estudio, la optimización y el posible escalado de los tres procesos bajo estudio. Es evidente la distinta naturaleza de estos procesos (reacción heterogénea gas-sólido no catalítica en la activación de carbonizado con vapor, reacción de adsorción física gas-sólido en la adsorción cíclica de PAH y reacción heterogénea catalítica en la combustión de PAH). Por todo ello, y por motivos de claridad, se estableció la descripción de estos estudios por capítulos, que incluyen los objetivos específicos de cada estudio, el desarrollo experimental y los resultados y conclusiones que se extraen en cada caso. Sin embargo, cabe destacar que estos procesos se complementan para conseguir un mismo objetivo: plantear una solución global para la eliminación total de PAH emitidos en procesos de generación de energía. Para ilustrarlo, se incluye en un último capítulo el diseño preliminar y el estudio de viabilidad técnica de la aplicación de los procesos de adsorción cíclica y combustión catalítica en una instalación a escala industrial, para la limpieza de PAH en la corriente de salida del proceso de pirólisis de neumático con combustión de la fase gas para generación de energía. Como se demuestra finalmente, la consecución de este objetivo es factible con el conocimiento de los procesos obtenido y las herramientas de simulación desarrolladas en este trabajo.