EFECTO DEL CARBÓN ACTIVADO EN LA DESCOMPOSICION DE CLOROBENCENO CON OZONO/UV Y REGENERACIÓN SIMULTÁNEA DEL CARBÓN EN UN REACTOR DE LECHO FLUIDIZADO.

LUIS ALBERTO CAPA MACIASDIRECTOR DE TESIS: DR. ROBERTO LIMAS BALLESTEROS.

RESUMEN

•Se estudio la influencia de las propiedades microestructurales del carbón activado en el proceso se oxidación avanzada con ozono/UV de clorobenceno adsorbido combinado con regeneración del medio adsorbente en un reactor de lecho fluidizado.

OBJETIVOS•Estudiar la influencia de las propiedades

microestructurales del carbón activado en la eficiencia del proceso de oxidación avanzada por ozono/UV de clorobenceno adsorbido combinado con regeneración del medio adsorbente en un reactor de lecho fluidizado, con el fin de evaluar como se afecta la eficiencia al emplear el mismo medio adsorbente en repetidas ocasiones y si existe alguna mejora al emplear un carbón activado granular.

Se emplearon 2 tipos de carbón activado principalmente:

•1 . Tipo granular (CAG) •2 Forma esférica (CAE)

PRIMERA ETAPA•Caracterización de la capacidad de adsorción y

desorción de clorobenceno que presentaba ambos tipos de carbón activado inicialmente, antes y después de cada ciclo de regeneración.

•Se elaboraron las isotermas de adsorción de Nitrógeno de muestras de carbón activado granular inicial y sometidas a 1, 2 y 3 ciclos de regeneración. A partir de esto se determinó el área superficial promedio de las muestras, el diámetro de poro y volumen de poro.

SEGUNDA ETAPA• Consistió en estudiar la oxidación de

clorobenceno primero en un reactor semibatch de 250 ml evaluando la ozonización simple del clorobenceno en solución acuosa sin la presencia de carbón activado y adsorbido en carbón activado granular.

• Posteriormente en el reactor de lecho fluidizado se evaluó la oxidación mediante ozonación simple y ozono/luz ultravioleta de clorobenceno adsorbido en agua.

• Se analizacon los productos de la reacción.

•Se obtuvieron eliminaciones máximas de clorobenceno de 99.88%

•PH de 12.1•Concentración de ozono de 30 a 35 ppm N•Flujo de ozono de 0.5 L/min G•Gasto de 13.25 L/min •Tiempo de prueba de 20 minutos.

PRIMEROS 6 MINUTOS

•Se observó la formación de algunos compuestos intermediarios identificando fenol, 2-clorofenol, 4-clorofenol, 2,4-diclorofenol, 4,4-diclorobifenil y bifenil.

Desarrollo Experimental

Desarrollo Experimenta

l

Sistema de suministro y

salida de H2O

Sistema de suministro y salida de O3

Sistema de Fotorreacció

n

Sistema de suministro y salida de H2O

Con ayuda de una bomba centrifuga de 1/8 de HP

Resistente a la corrosión y a productos químicos. Esta agua se recircula al tanque de alimentación 57 L

Sistema de suministro y salida de O3

Suministro:Generador de ozono Azcozon. Mod. HTU 500G y se alimenta con oxigeno

extra seco y se alimenta con la ayuda de un difusor de vidrio poroso.

Salida:Es conducido a una línea hacia el analizador BMT Messtechnik conectado al tanque de recirculación

Sistema de Fotorreacción

Columna de Vidrio

Con una longitud de 50 cm de largo y

un diámetro de 14 cm

Tapa de Vidrio

Con un diámetro de 14 cm y un espesor

de 5 cm

Base de vidrio

Con 5 cm de longitud y 14

cm de diámetro

Tubo de cuarzo

Este sistema actúa para el enfriamiento del sistema

Lámparas ultravioleta de mercurio

De 175 watts de potencia se encuentran

distribuidas en serie a lo largo del

tubo de cuarzo.

Generación de Ozono

Generado con un equipo Azcozon, con un flujo máximo de una mezcla ozono-

oxigeno 500 mL/ min, y se alimenta con

oxigeno puro seco.

Para el seguimiento de la oxidación de clorobenceno se utilizaron los siguientes métodos instrumentales.

•Análisis por espectrometría UV-Vis•Análisis por cromatografía de líquidos

Carga del Reactor

• Se toma una muestra de carbón de 100 gr impregnado de clorobenceno en relación del carbón activado seco y se coloca en el domo

• El carbón activado con clorobenceno se queda en el fondo del reactor, posteriormente se ajusta el tanque y el pH con una solución de NaOH 0.02 N

Operación del Reactor

• Se ajusta el valor del flujo de agua y se recircula el agua de enfriamiento y se procede a fluidizar el reactor por un tiempo de 20 min.

• Se encienden las lámparas cuando el flujo se estabiliza por un tiempo de 6 min.

• Después se alimenta el flujo de ozono requerido para las condiciones de operación. Esto ocasiona que las partículas de carbón activado impregnadas de clorobenceno tengan un movimiento ascendente y descendente.

DATOS DE ELIMINACIÓN

•Se analizó con los datos de eliminación el efecto del carbón activado usando para la adsorción con base en sus propiedades microestructurales

CONCLUSIONES

•Los resultados de este análisis arrojaron que el tipo de carbón activado empleado en la adsorción es que el tiene un mayor grado de influencia en el grado de oxidación de clorobenceno en fase acuosa, seguido del número de lámparas empleadas y finalmente del flujo de ozono alimentado.

• REACTOR DE LECHO FLUIDIZADO. Se utiliza para reacciones donde

• intervengan un sólido y un fluido (generalmente un gas). En estos reactores la

• corriente de gas se hace pasar a través de las partículas sólidas, a una velocidad

• suficiente para suspenderlas, con el movimiento rápido de partículas se obtiene

• un alto grado de uniformidad en la temperatura evitando la formación de zonas

• calientes