Evaluación cinética y transferencia de masa en la combustión catalítica de tricloroetileno usando alúmina pura y alúmina dopada con hierro al 5% por vía sol-gel

Abstract

En este trabajo se sintetizaron dos catalizadores vía sol-gel, alúmina pura (A) y alúmina con hierro al 5% (AF), se recubrieron monolitos de cordierita con estos catalizadores y se investigó la cinética de la reacción superficial de la combustión del tricloroetileno. Se consideraron y probaron 2 modelos cinéticos de Langmuir Hinshelwood (L-H) con la finalidad de comprender los mecanismos de reacción. En uno de ellos se consideró el fenómeno de autoinhibición (M4) examinando la posibilidad de adsorción de hidrocarburo fresco sobre una capa carbonosa formada en el curso de la reacción. Se utilizó una rutina basada en el algoritmo Levenberg-Marquardt para el ajuste de las ecuaciones no lineales de rapidez de reacción a los datos experimentales. El modelo propuesto M4 fue el que presento el mejor ajuste a los datos experimentales en casi todas las temperaturas, resultando el mecanismo más acertado para la reacción de oxidación del tricloroetileno dando como resultado que la reacción donde se forma la capa carbonosa, controla la rapidez de reacción. Se determinaron los parámetros cinéticos para dos modelos de L-H para ambos catalizadores y se calcularon las energías de activación, observando que solo la calculada para la formación de la capa carbonosa en catalizador AF corresponde a una reacción química, mientras que las otras energías coinciden con mecanismos de transferencia de masa por presentar valores menores a 10,000 cal/mol.