Regeneración de carbones activados mediante tratamientos térmico / gasificación y oxidación húmeda. Aplicación en ciclos de adsorción

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Regeneración de carbones activados mediante tratamientos térmico / gasificación y oxidación húmeda. Aplicación en ciclos de adsorción

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Título: Regeneración de carbones activados mediante tratamientos térmico / gasificación y oxidación húmeda. Aplicación en ciclos de adsorción
Autor: Ledesma Cano, Beatriz
Resumen: La presente Tesis Doctoral tiene por objeto el estudio de la regeneración de carbones activados empleados para la adsorción de paranitrofenol, una vez éstos han sido saturados. Previo a su saturación, se estudió el equilibrio y la cinética de adsorción (en batch y en columna). En cuanto a los procesos de regeneración, la experimentación se dividió en dos bloques: a) experiencias de regeneración térmica, mediante termogravimetría en atmósfera inerte (estudiando los diferentes eventos térmicos y asociándolos con la naturaleza del proceso de desorción implicado), y regeneración en uno o dos reactores (con y sin adición de agente activante y con y sin craqueo de los gases generados), y b) oxidación húmeda. En ambos casos se buscó la optimización del proceso mediante la variación de las condiciones experimentales (temperatura, presión, empleo de agente oxidante y rampa de calentamiento, entre otras). La búsqueda de las condiciones más interesantes fue realizada atendiendo a criterios de recuperación de porosidad, ahorro en costes y degradación de las especies desorbidas hacia especies menos tóxicas. Los resultados obtenidos mostraron el buen comportamiento de la regeneración térmica empleada de forma conjunta con la activación con dióxido de carbono y vapor de agua; especialmente en éste último caso, pudo verificarse el uso en ciclos de adsorción/desorción del adsorbente, llegando incluso a mejorar las características del carbón original. La oxidación húmeda también resultó interesante, especialmente para las mayores presiones y temperaturas empleadas, mostrando una ligera disminución de las características de porosidad para un número creciente de ciclos.The aim of the present Doctoral Thesis is the study of the regeneration of activated carbons which have been used for the adsorption of paranitrophenol. Before their saturation, the study of the corresponding equilibrium adsorption and kinetics was studied (in batch and column continuous mode). Regarding the adsorbent regeneration processes, the experimentation was divided into two main sections: a) thermal regeneration, by means of thermogravimetry under inert atmosphere (analyzing the different thermal events and relating them to the nature of the type of adsorption process involved), and by means of heating in one or two reactors (with or without the addition of an activant agent, and with or without subsequent cracking of the gases released), and b) wet oxygen oxidation. In both cases, the influence of characteristical experimental conditions were studied (temperature, pressure, use of oxidant agent, and heating rate, among others). The search of optimal conditions was based on the carbon porosity regain, costs and degradation of toxic desorbed species. The results obtained indicated the good behaviour of thermal regeneration in conjunction with carbon dioxide or steam activation; especially in the latter case the use of the carbon in adsorption/desorption cycles, even achieving porosity characteristics which were better than those of the original carbon. Wet oxidation processes were also very interesting, especially when high temperatures and pressures were used. The results also showed an slight decrease on the porosity development of the carbons as the number of cycles was increased.
URI: http://hdl.handle.net/10662/485
Fecha: 2013-04-26


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