Caracterización y simulación CFD de un filtro prensa como reactor para procesos de oxidación avanzada del tipo Fentón Heterogéneo
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2019
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Resumen
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo principal caracterizar y simular mediante dinámica de fluidos computacional (CFD) un filtro prensa como reactor para procesos de oxidación avanzada del tipo Fenton heterogéneo. Se estudió el comportamiento hidrodinámico del reactor por medio de experimentos de distribuciones de tiempos de residencia, haciendo uso de NaCl como trazador, con estos fue posible obtener la curva C del reactor. Se realizaron tres experimentos de este tipo, un experimento previo y dos experimentos con distintas cantidades. Se obtuvo un tiempo medio de residencia de 225 s para el filtro presa con tres platos. Este tiempo de residencia medio se obtuvo tomando el valor de concentración máximo en la curva C. Se realizó una simulación en estado transiente del filtro prensa en una fase, con una fase de partículas discretas que entran al reactor para de esta manera observar el comportamiento de las partículas, con esta fue posible obtener los patrones de presión y perfiles de flujo dentro del reactor. De igual manera fue posible realizar la curva C del filtro. Se realizó de igual manera una comprobación del modelo computacional haciendo uso de los datos experimentales, obteniendo que el modelo presenta predicciones similares la realidad. Se realizaron tres experimentos batch para determinar la cinética de la reacción a distintas cantidades de catalizador, tomando como consideración que el peróxido de hidrógeno se encuentra en exceso en la reacción, se obtuvo la siguiente ecuación: −𝑟𝑐𝑎𝑓 = 0.000358 ∗ 𝐶𝑐𝑎𝑓2.21 ∗ 𝐶𝑐𝑎𝑡0.59 Se diseñó un diseño experimental para la caracterización del filtro prensa como reactor bajo distintas condiciones operacionales, este diseño experimental evalúa tres distintas variables operacionales del reactor: la cantidad de marcos, la masa de catalizador en cada marco y el flujo volumétrico dentro del reactor. En total se realizaron seis...
Descripción
Proyecto de graduación (licenciatura en ingeniería química)--Universidad de Costa Rica. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química, 2019
Palabras clave
DINAMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL - EXPERIMENTOS, DINAMICA DE FLUIDOS COMPUTACIONAL - METODOS DE SIMULACION, FILTROS DE AGUA - PRUEBAS, PURIFICACION DE AGUAS RESIDUALES - OXIDACION, REACTORES QUIMICOS - EVALUACION