Oxidación Fotocatalítica de Acido Oxálico en Solución Acuosa diluida, en Reactores de Lecho Fluidizado Totalmente Iluminados.

R. POZZO; R.J. BRANDI; J.L. GIOMBI; A.E. CASSANO; M.A. BALTANÁS

San Rafael (Argentina), marzo 18-20.

Congreso; Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (CLICAP).; 2009

La degradación de contaminantes acuosos mediante un fotocatalizador activado con radiación UV en un reactor de lecho fluidizado (LF), está siendo sistemáticamente investigada por nuestro grupo como alternativa a los sistemas “slurry” que requieren costosos procesos de separación. En una publicación anterior(1) se presentó una metodología que permitió estudiar el perfil de radiación en un LF de arena de cuarzo recubierta con TiO2 depositado (TiO2/arena) mediante Plama CVD, mediante un tratamiento riguroso de la distribución del campo radiante en el interior de un RTI de TiO2/arena en LF, teniendo en cuenta la dependencia funcional entre coeficientes espectrales ópticos de absorción (κλ) y scattering (σλ) vs. altura del lecho, función de la porosidad del lecho (εh), a su vez dependiente de la altura del mismo a través del tamaño de partículas (Dp). Aquí se avanza en el modelado cinético, aplicando dicha metodología a la mineralización de un reactivo modelo: acido oxálico (HOx), en concentraciones por debajo del límite de la saturación adsorptiva del catalizador (< 50ppm), con un diseño experimental similar, en dos configuraciones geométricas, diferentes, v.g.: un reactor plano y delgado, y un reactor cilíndrico, multitubular, ambos totalmente iluminados, (RTI). Se adoptó un mecanismo de oxidación del reactivo modelo (HOx) basado en un modelo de adsorción dual (dos áreas superficiales en el TiO2 con distintas propiedades adsorptivas y catalíticas), recientemente propuesto por Mendive et al.(2 ) obteniendo un modelo cinético del sistema reactivo satisfactoriamente representativo de la cinética experimental. Con esta metodología y algunas hipótesis simplificatorias se llega a una expresión de la velocidad de reacción volumétrica local cuyo resultado es la combinación de dos mecanismos en paralelo: uno de primer orden (rápido) y otro de orden 0.5 (lento) con respecto a la concentración de HOx. Por otro lado la característica dependencia de orden 0.5 con la velocidad local de absorción fotónica, (LVRPA) es común a ambos mecanismos, lo que es típico de sistemas bien irradiados como el que nos ocupa. Finalmente se determinaron los parámetros (constantes) cinéticos relevantes para el reactor de geometría plana que luego son corroborados exitosamente en el reactor con geometría cilíndrica.