Estudio de reactores Trickle-Bed : Aplicación al tratamiento de aguas contaminadas

• Autores: Horowitz, Gabriel I.
• Año de publicación: 1999
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Cassanello Fernández, Miryan Celeste; Cukierman, Ana Lea
• Materia: TRANSICIONES DE FLUJO; REACTORES TRICKLE-BED; LIQUIDOS ESPUMANTES; CATALIZADOR HIDROFOBICO; OXIDACION DE ETANOL; MEZCLAS DE PARTICULAS; FLOW REGIME TRANSITIONS; TRICKLE-BED REACTORS; FOAMING LIQUIDS; HYDROPHOBIC CATALYST; ETHANOL OXIDATION; PARTICLE MIXTURES
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El presente trabajo enfoca el estudio de Reactores Trickle-Bed (RTBs), tendiente a su aplicación al tratamiento de aguas contaminadas. Se examina el efecto de la mojabilidad del relleno y de las características espumantes del líquido sobre las transiciones de régimen de flujo pulsante-reptante en RTBs, analizando simultáneamente la capacidad de herramientas no convencionales para diagnosticar dichas transiciones. Estas se determinan por inspección visual y a partir del análisis de series temporales de fluctuaciones de presión, STFP, en el marco de las teorías estadística convencional, de fractales temporales y de caos. Las STFP se miden en la pared de la columna, empleando aire y soluciones acuosas de un surfactante, como fluidos modelo, y lechos conformados por mezclas de partículas hidrofóbicas e hidrofllicas en diferentes proporciones. Se encuentra que tanto la mojabilidad de las partículas como las características espumantes del líquido influyen sobre las transiciones de flujo en RTBs. Por otra parte, se analizan los efectos de emplear un catalizador hidrofóbico sobre la performance de RTBs, utilizando la oxidación catalítica de etanol como reacción modelo, a partir de ensayos en un equipo escala banco. Se determina la conversión de etanol en el RTB relleno con catalizador hidrofóbico, hidrofílico y mezclas de diferentes proporciones de catalizador hidrofóbico y soporte hidrofllíco inerte. Los resultados se interpretan teniendo en cuenta factores hidrodinámicos y de transporte, mediante el planteo y la resolución de un modelo matemático generalmente aceptado para describir el comportamiento de RTBs. Se encuentra que el empleo de catalizador hidrofóbico, diluido o sin diluir, favorece significativamente la performance de RTBs para oxidaciones catalíticas.
Present work is concerned with the study of Trickle-Bed Reactors (TBRs) and theirapplication to wastewater treatment. The influence of packing’s wettabillity and the liquidfoaming characteristics on the pulse-trickle flow regime transitions in a TBR is examined,testing simultaneously the suitability of non-conventional tools to diagnose thesetransitions. They are determined by visual inspection and from the analysis of pressurefluctuation time series, PFTS, according to the conventional statistical theory, a fractalapproach and the theory of chaos. PFTS are measured on the column wall using air andaqueous solutions of a surfactant, as model fluids, and beds constituted by mixtures ofhydrophobic and hydrophilic particles, in various proportions. Both, the particleswettability and the liquid foaming character, affect flow regime transitions in TBRs. On the other hand, the effect of employing hydrophobic catalysts on TBRs’performance, taking ethanol catalytic oxidation as a model reaction, is analyzed by carryingout experiments in a bench scale installation. Ethanol conversion is determined in the TBRpacked with the hydrophobic or hydrophilic catalyst and mixtures of different proportionsof hydrophobic catalyst diluted with the inert hydrophilic support. The results areinterpreted taking into account hydrodynamics and mass transfer resistances through awidely accepted mathematical model to describe TBRs’ behavior, which is formulated andsolved. The use of hydrophobic catalyst, either diluted with the hydrophilic support or not,deeply improves TBRs’ performance for catalytic oxidations.
Fil: Horowitz, Gabriel I.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.