Modelación de las condiciones de operación del carbón activado en la descomposición del peróxido de hidrógeno para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles azufrados mediante la formación de radicales hidroxilos
En esta investigación se estudiaron las variables que influyen en la descomposición de peróxido de hidrógeno (H2O2) por acción de carbón activado (CA) para la formación de radicales hidroxilos (·OH). El análisis se realizó mediante diseño de experimentos con enfoque D-Optimal, reduciendo la cantidad...
| Autor Principal: | Fonseca San Martin, Mario Esteban |
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| Formato: | Thesis |
| Idioma: | Spanish / Castilian |
| Publicado: |
Universidad Católica de la Santísima Concepción
2016
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| Materias: | |
| Acceso en línea: |
http://repositoriodigital.ucsc.cl/handle/25022009/961 |
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| Sumario: |
En esta investigación se estudiaron las variables que influyen en la descomposición de peróxido de hidrógeno (H2O2) por acción de carbón activado (CA) para la formación de radicales hidroxilos (·OH). El análisis se realizó mediante diseño de experimentos con enfoque D-Optimal, reduciendo la cantidad de ensayos de laboratorio y maximizando la información obtenida en la experimentación. A través de la matriz de experimentos se aplicó el ajuste de modelos de regresión lineal en sus parámetros para dos variables predictoras: Moles de oxígeno generado (MOG) y Moles de H2O2 consumidos (MPC).
En cada muestra, se controló el nivel de temperatura como condición de operación, se preparó una solución de H2O2 a tres niveles de concentración distintos y a distintos niveles de pH según lo requirió el diseño. Además, se registró la presencia o ausencia de metanol (MeOH) en cada muestra como atrapador de ·OH. Por otro lado, se variaron las cargas de CA en cada muestra para los 7 tipos de CA comerciales utilizados en los ensayos: AT 410, FILTRASORB, SGL-830, AP460, AIRPEL ULTRA, AIRPEL 1DS1 y AIRPEL 10.
El conjunto datos, obtenido a partir de las variables de operación, fue ajustado a un polinomio de segundo orden para cada variable respuesta y estos validados mediante análisis de varianza (ANOVA). El modelo MOG resultó ser significativo con un valor-p cercano a 0, explicando un 96,5% de la variabilidad total de la respuesta. Para el modelo MPC en tanto, la significancia arrojó un valor-p cercano a 0, haciéndolo un modelo altamente significativo con una calidad de ajuste del 96,5%.
La elección de SGL-830 como CA con una carga de 0,5 g/l, en una solución de H2O2 de 1500 mg/l de carácter básica a una temperatura de 40°C resultaron ser los factores que más favorecen a la generación de oxígeno y, por tanto, a la generación de ·OH. Además bajo las mismas condiciones de operación se logra la mayor cantidad de moles de H2O2 consumidos. Los resultados arrojados bajo la predicción de ambos modelos fueron comparados con los obtenidos por el sistema real en las condiciones antes mencionadas. En la generación de oxígeno se registra una diferencia de un 3% aproximadamente entre lo real y predicho, mientras que en el consumo de H2O2 la diferencia fue alrededor de un 12%. |
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