Destrucción de so2 por métodos electroquímicos

Aurora Soler Guillén

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Contaminación atmosférica

Cont. primarios Cont. secundarios

• Problemas medioambientales• Deterioro de la salud humana

Gestión de la contaminación

Reducción a niveles permitidos

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Gas incoloro. TÓXICO.

Olor fuerte y asfixiante.

Naturales:- Actividad volcánica.- Descomposición de materia vegetal.

Antropogénicas:- Centrales térmicas.- Combustión de derivados del petróleo.- Craqueo del petróleo.- Metalurgia.

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71%

18%

5%6%

FUENTES ANTROPOGÉNICAS

Centrales térmicas

Combustión de petróleo

Craqueo de petróleo

Metalurgia

Las emisiones mundiales anuales de SO2 se estiman en 200 millones de toneladas, casi la mitad procedente de

fuentes industriales.4

Inductor de la lluvia ácida:

- Aguas superficiales.

- Bosques.

- Materiales.

Producto irritante de las vías respiratorias.

- Bronquitis

- Neumonía.

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Objetivo: Eliminación o reducción hasta nivelesaceptables de los agentes cuya presencia en laatmósfera puede ocasionar efectos adversos en lasalud, efectos perjudiciales sobre las plantas y losanimales, daños a materiales de valor económico parala sociedad y al medio ambiente.

Métodos convencionales (no electroquímicos).

Métodos electroquímicos.

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Antes de la combustión:

Utilización de combustibles con menor contenido en S

Durante la combustión:Inyección de absorbente seco en la caldera

Después de la combustión:Lavadores por vía húmeda

Sistemas de automatización/secado

Procesos regenerables

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ABSORBENTE:

Caliza pulverizada, dolomita

o cal hidratada.

REACCIONES:

CaCO3 + calor CaO + CO2

Ca (OH)2 + calor CaO + H2O

CaO + SO2 + ½ O2 CaSO4 + calor

Reactor de lecho fluidizado 8

1. Absorción de SO2 en un electrolito acuoso.

2. Se convierte electrolíticamente:- Oxidación a sulfato:

Directamente sobre la superficie del ánodo. Material del ánodo:

Pd, Pt/Ti, grafito, carbón vítreo, etc. pH de la disolución.

Usando un mediador redox. Oxidación catalítica con oxígeno y regeneración

catalítica del catalizador.

- Reducción a azufre.

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El efluente se mezcla con N2 y CO2.

Electrolito: Disol. de H2SO4 al 5%

Reactor cilíndrico:

Ánodo: Pt

Cátodo: Ti

Membrana catiónica

Reacción de oxidación:

SO2 +2H2O SO42- + 2H+ + H2

formándose H2 en el cátodo.Reactor electroquímico

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Mediador redox: Homogéneo o Heterogéneo.

Proceso en células o ex células.

Ventajas: Evita consumir grandes cantidades de agentes químicos.

Menor tiempo de tratamiento (50-100s).

Empleo de un mediador heterogéneo: Elimina la separaciónde los productos de reacción del mediador.

Alto porcentaje de eliminación de SO2

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Condiciones: TAMBIENTE, PATMOSFÉRICA, medio ácido.

Sistema electroquímico:

Ánodo (Pt/Ti) / Cátodo (DSA)

- Celda electroquímica Membrana de Nafion

Anolito: AgNO3 / Catolito: H2SO4

- Unidad de tratamiento de gases.

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Ánodo: Oxidación de SO2 a H2SO4.

Cátodo: Reducción de Cu2+ a cobre.

Ventajas:- El voltaje de la célula es menor comparado al proceso que

no utiliza cobre.

- El consumo de corriente es menor.

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La minimización de la emisión de óxidos de azufre es unproblema medioambiental serio, que ha obligado a adoptarmedidas para garantizar la calidad del aire.

Las medidas adoptadas incluyen la utilización de combustiblesde bajo contenido en S, absorción del dióxido de azufre in situ oen etapas posteriores y otros post-tratamientos de eliminacióncomo los procesos electroquímicos.

Los procesos electroquímicos no resultan rentables, dado quenecesitan mucha más energía que los métodos convencionales.Por ello, no son competitivos económicamente con estos últimos.Sin embargo, la aplicación de esta técnica implica que no hayefluentes químicos peligroso y además, los productos obtenidosson reutilizables.

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[1] K. Scott, W. Taama, H. Cheng, Towards an electrochemicalprocess for recovering sulphur dioxide, Chem. Eng. J. 73 (1999)101–111.

[2] K. Scott, W.M. Taama, An investigation of anode materials inthe anodic oxidation of sulphur dioxide in sulphuric acidsolutions, Electrochim. Acta 44 (1999) 3421–3427.

[3] U.T. Un, A. Savas Koparal, U.B. Ogutveren, Sep. Purif.Technol. 53 (2007) 57.

[4] T. Raju, A sustainable mediated electrochemical process forthe abatement of NOx from simulated flue gas by usingAg(I)/Ag(II) redox mediators. Electrochimica Acta.

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