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23)2016-2_Lara Nañez_José Angel

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Se reporta un estudio de adsorción de compuestos orgánicos volátiles en columna de carbón activado

Publicado en: Ingeniería
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  1. 1. Operaciones Unitarias II Estudio experimental de Adsorción de COVs en lecho empacado de Carbón activado Jose Angel Lara Nañez 3 de noviembre del 2016
  2. 2. Estudio experimental de Adsorción de COVs en lecho empacado de Carbón activado • Autores: Tanase Dobre, Oana Cristina Parvulescu, Gustav Iavorschi, Marta Stroescu, Anicuta Stoica. • Universidad Politécnica de Bucarest, Facultad de Química Aplicada y Ciencia de los Materiales. • Diciembre del 2010 • Paginas: 1241-1246
  3. 3. Índice I. Introducción……………………………………………………………………………1 Métodos de separación……………....……………………….………………….......2 Adsorción………………………...…………………………………………………….3 Carbón Activado………………………………………………………………...........4 II. Materiales de experimento…………………………………………………………6 Procedimiento……………………………………………….………………………..8 III. Resultados………………………………………………………………………….10 IV. Conclusiones……………………………………………………………………..…14
  4. 4. I. Introducción Gracias a que los COVs son de los contaminantes mas comunes, mas dañinos para el ser humano y para el ambiente, se han realizado estudios experimentales con el fin de encontrar maneras de disponer de ellos de la manera menos perjudicial. 1
  5. 5. Métodos de separación Existen diferentes métodos para manejar compuestos que se encuentran en fase gaseosa P.E.: • Absorción • Condensación • Oxidación catalítica • Oxidación térmica • Adsorción 2
  6. 6. Adsorción como método de separación Ventajas:  No desnaturaliza compuestos adsorbidos.  Son altamente selectivos.  Energéticamente eficientes.  Costo relativamente bajo. 3
  7. 7. Carbón activado Este tipo de adsorbente ha sido de los mas utilizados, esto se debe a que muestra propiedades físicas y químicas superiores con respecto a otros adsorbentes las cuales son: • Estructuras porosas altamente desarrolladas. • Gran área especifica superficial. • Buenas propiedades mecánicas. • Estabilidad química. • Fácil acceso. 4
  8. 8. El carbón activado ha sido ampliamente utilizado como un adsorbente eficiente para retener contaminantes de mezclas gaseosas, con el fin de purificar el aire en casas y edificios. Este adsorbente también ha sido probado muy eficiente en la remoción de COVs. A continuación se mostraran resultados de un experimento realizado para mostrar cuantitativamente la capacidad de adsorción del carbón activado. 5
  9. 9. II. Materiales • 28 gramos de Carbón activado (pellets cilíndricas). • Columna de cristal (d=1.5 cm, H=29cm). • Resistencia eléctrica como agente calefactor. • Termómetro. • Válvula. • Caudalimetro. • Compresor. • Placa de calentamiento. • Hidrocarburo aromático liquido (benceno o tolueno). 6
  10. 10. Características de fase solida Propiedades Nombre Valor Unidad Pellet Diámetro 0.43 cm Longitud promedio 0.83 cm Diámetro de partícula equivalente, Dp 0.60 cm Densidad, ρp 1 g/cm³ Porosidad, εp 0.63 - Área especifica superficial, σ 10 cm²/g Lecho empacado Masa, mb 28 g Volumen, Vb 51.22 cm³ Densidad, ρb 0.55 g/cm³ Porosidad, εb 0.45 - 7
  11. 11. Procedimiento Para realizar el experimento se burbujeo el vapor de hidrocarburo aromático en la columna de adsorción manteniendo valores de temperatura de operación (20°C y 30°C) y velocidad lineal del vapor ( 1 cm/s y 1.5 cm/s) fijos, es decir, se realizaron cuatro experimentos diferentes para cada compuesto aromático (benceno y tolueno). El hidrocarburo se paso por la columna empacada, hasta que se llego a un punto de saturación. 8
  12. 12. 9
  13. 13. III. Resultados Para contener los datos de una manera mas ordena y visual se graficó el la masa de soluto (en gramos) por unidad de masa de carbón activado (en gramos), por cada unidad de tiempo. El valor de la concentración muestra un aumento casi lineal con respecto al tiempo hasta el punto de saturación. 10
  14. 14. Comparación de datos En el caso del benceno, la pendiente de la curva de concentración es independiente de la temperatura para velocidad lineal del gas de 1 cm/s, sin embargo para una velocidad 1.5 cm/s, la concentración de benceno en el lecho a 30°C es ligeramente mayor. Para el tolueno, se registro una menor concentración en la fase solida a una velocidad de 1 cm/s y 30°C y la mayor concentración para 1.5 cm/s y temperatura de 30°C. 11
  15. 15. Curvas de saturación de Carbón Activado 12 Conc.Benceno(g/gCA) Conc.Tolueno(g/gCA)Tiempo (s) Tiempo (s)
  16. 16. Datos de saturación de adsorción de hidrocarburos aromáticos en carbón activado 13 Hidrocarburo aromático Velocidad superficial del aire Benceno Tolueno Tiempo de Saturación Concentración de saturación de hidrocarburo en fase solida Concentración de saturación de hidrocarburo en fase gaseosa
  17. 17. IV. Conclusiones Para la caracterización de adsorción de vapores de hidrocarburos aromáticos en aire con carbón activado, mediante el experimento realizado se logro lo siguiente: • Construir y comprender el equipo de adsorción de laboratorio. • La adsorción de corriente de vapores de tolueno y benceno. • Una investigación experimental para evidenciar la influencia de las especies de hidrocarburos aromáticos, la velocidad superficial del gas y temperatura de operación, en adsorción con lecho empacados. 14
  18. 18. Los resultados obtenidos con el arreglo de laboratorio mostraron la posibilidad de estudiar la adsorción de COVs en carbón activado y marcó la pauta para la selección de parámetros con el fin de que el proceso funcione óptimamente. 15
  19. 19. Gracias por su atención

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