Efecto de la temperatura en el modelado de un reactor solar para la degradación de un contaminante orgánico

FARIAS, J.; ALBIZZATI, E.D.; ALFANO, O.M.

Rosario, Argentina

Workshop; Workshop on Mathematical Modelling of Energy and Mass Transfer Processes, and Applications; 2005

Universidad Austral

En este trabajo se presenta el modelado de un reactor asistido con radiación UV solar, que permite evaluar el efecto de la temperatura en la degradación de un contaminante orgánico modelo, el ácido fórmico, usando las reacciones de Fenton y foto-Fenton. La radiación solar incidente sobre la ventana del reactor, construida con dos placas planas paralelas de acrílico transparente a la radiación ultravioleta, se discrimina en sus componentes directa y difusa. La transmitancia UV solar se determina aplicando el método de los flujos netos y adoptando para la componente difusa el valor de la transmitancia de la radiación directa incidente con un ángulo cenital de 60º. Los valores teóricos de la transmitancia fueron verificados mediante la medición en un espectrofotómetro UV-Visible. Resolviendo el balance de materia en el sistema y teniendo en cuenta los volúmenes irradiado y no irradiados, se obtiene la evolución temporal de las concentraciones de ácido fórmico y peróxido de hidrógeno, según lo propuesto en [1,2]. La expresión cinética considera la dependencia con la temperatura dada por la ecuación de Arrhenius [3]. La relación funcional de la temperatura con el tiempo resulta de aplicar un balance de energía térmica en el volumen de fluido en el reactor y en el resto del sistema, constituido fundamentalmente por el tanque de almacenamiento. La expresión resultante incluye un parámetro térmico del sistema global y otro óptico del reactor solar. Para el conjunto de variables de operación analizadas, las predicciones teóricas del modelo del reactor solar proveen la evolución temporal de las concentraciones del ácido fórmico y del peróxido de hidrógeno, como así también la conversión de los mismos, en un rango fijado para la relación molar inicial peróxido de hidrógeno /ácido fórmico.