MODELO DE PREDICCIÓN DE COEFICIENTES DE ACTIVIDAD DEL SISTEMA NH3-CO2-NACL-H2O

MARTINA A. SERRA; NICOLÁS ESTERLIZZI; ANA M. ARIAS; PATRICIA L. MORES

Rosario, Argentina

Exposici�n; Salón Internacional del Ambiente Rosario; 2022

Aprovechar los residuos industriales generados en una planta de doble propósito de generación de agua y energía, y así darle un valor agregado resulta atractivo tanto económica como ambientalmente. En este contexto, en este trabajo se evalúa la posibilidad obtención de NaHCO3 por el proceso Solvay Tradicional en el que el amoníaco reacciona con el dióxido de carbono que resulta de la combustión de una planta generadora de energía, y el cloruro de sodio de la salmuera de rechazo originada en una planta de desalinización de agua. El primer paso consiste en la determinación de las concentraciones de las especies en equilibrio (NH3, CO2, NH4+, NH2COO-, HCO3-, CO32-, Na+, Cl-, H+, OH-) del sistema NH3 – CO2 – NaCl – H2O. Sin embargo, dada la presencia de elevadas concentraciones de iones en solución, el modelado del equilibrio líquido-vapor no es trivial, siendo necesario estimar los coeficientes de actividad de cada una de las especies. Los modelos pertinentes (Debye – Hückel; Truesdell – Jones ; Pitzer; UNIQUAC extendido; NRTL; MSE; etc.) son complejos y requieren de una gran cantidad de parámetros que dependen de las condiciones de operación (temperatura y composición de las corrientes de entrada). En este trabajo se propone obtener correlaciones sencillas de los coeficientes de actividad para el sistema cuaternario de interés, en un rango variable de temperaturas (20 a 50 °C), concentraciones de NaCl (0.65 a 0.95 molal) definido en base a las condiciones típicas a las que se encuentra la salmuera de rechazo y una concentración típica de gases de combustión de un ciclo combinado de gas natural (1.7 molal). Se utilizó el simulador Aspen Plus y el modelo NRTL para simular el equilibrio líquido vapor y obtener los valores de coeficientes de actividad de cada una de las especies en solución para 169 escenarios. Luego, a partir de una función polinómica multivariable genérica, implementada en el software GAMS, se obtuvieron los parámetros óptimos que mejor ajustan a los obtenidos en las simulaciones para cada una de las especies. Dichas correlaciones permitirán abordar el modelado de una columna de absorción-desorción y analizar de esta manera, las condiciones óptimas de operación que maximicen la eficiencia de obtención de bicarbonato de sodio a partir de corrientes de desecho.