Ozonación catalítica heterogénea de fenol utilizando catalizadores de hierro en un reactor de lecho percolador
The use of continuous reactors for heterogeneous catalytic ozonation is yet to be investigated in order to develop a viable technology for industrial applications. This paper presents hydrodynamic and degradation studies on the use of a co-current down flow trickle bed reactor for heterogeneous cata...
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| Autores principales: | , |
|---|---|
| Formato: | Online |
| Lenguaje: | spa |
| Publicado: |
Universidad de Costa Rica
2020
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/39236 |
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|---|---|
| author | Briceño Mena, Luis Durán Herrera, Esteban |
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| author_sort | Briceño Mena, Luis |
| collection | Revista Ingeniería (RI) |
| description | The use of continuous reactors for heterogeneous catalytic ozonation is yet to be investigated in order to develop a viable technology for industrial applications. This paper presents hydrodynamic and degradation studies on the use of a co-current down flow trickle bed reactor for heterogeneous catalytic ozonation of phenol (as model pollutant) over Fe-Diatomite pellets and Fe-coated glass beads. It was found that the reactor can operate under trickle or pulsing flow regimes, promoting mass transfer augmentation. Residence time distribution data, fitted with n-CSTR and axial dispersion (ADM) models, showed low axial dispersion and high flow distribution. Just the Fe-diatomite pellets showed important phenol adsorption (16 %). Degradation experiments demonstrated that phenol conversion was substantial when using both catalysts, up to 19,7 % pollutant conversion with liquid-phase space times of just 6 s. Compared to direct ozonation, the use of the Fe-diatomite pellets and Fe-coated glass beads enhanced the reactor performance by 48 % and 23 %, respectively. It was confirmed that mass transfer is an important factor that restricts this reaction system performance; consequently, further improvement in mass transport rate is necessary for system optimization. |
| first_indexed | 2024-07-10T23:59:46Z |
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| institution | Instituto de Investigaciones en Ingeniería (INII) |
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| last_indexed | 2024-07-10T23:59:46Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Universidad de Costa Rica |
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| spelling | INII-RI-article-392362021-06-09T19:49:19Z Heterogeneous Catalytic Ozonation of Phenol over Iron-based Catalysts in a Trickle Bed Reactor Ozonación catalítica heterogénea de fenol utilizando catalizadores de hierro en un reactor de lecho percolador Briceño Mena, Luis Durán Herrera, Esteban trickle bed reactor emerging contaminants advanced oxidation heterogeneous catalytic ozonation reactor de lecho percolador contaminantes emergentes oxidación avanzada ozonación catalítica heterogénea The use of continuous reactors for heterogeneous catalytic ozonation is yet to be investigated in order to develop a viable technology for industrial applications. This paper presents hydrodynamic and degradation studies on the use of a co-current down flow trickle bed reactor for heterogeneous catalytic ozonation of phenol (as model pollutant) over Fe-Diatomite pellets and Fe-coated glass beads. It was found that the reactor can operate under trickle or pulsing flow regimes, promoting mass transfer augmentation. Residence time distribution data, fitted with n-CSTR and axial dispersion (ADM) models, showed low axial dispersion and high flow distribution. Just the Fe-diatomite pellets showed important phenol adsorption (16 %). Degradation experiments demonstrated that phenol conversion was substantial when using both catalysts, up to 19,7 % pollutant conversion with liquid-phase space times of just 6 s. Compared to direct ozonation, the use of the Fe-diatomite pellets and Fe-coated glass beads enhanced the reactor performance by 48 % and 23 %, respectively. It was confirmed that mass transfer is an important factor that restricts this reaction system performance; consequently, further improvement in mass transport rate is necessary for system optimization. El uso de reactores continuos para la ozonización catalítica heterogénea es aún un tema que debe aún ser investigado con el objetivo de desarrollar una tecnología viable para aplicaciones industriales. Este artículo presenta estudios hidrodinámicos y de degradación utilizando un reactor de lecho percolador de flujos descendentes en cocorriente para la ozonización catalítica heterogénea de fenol (como contaminante modelo) sobre gránulos de Fe-diatomita y perlas de vidrio recubiertas con Fe. Se determinó que el reactor puede operar bajo regímenes de flujo percolador o pulsante, promoviendo el aumento de transferencia de masa. Los datos de distribución de tiempo de residencia, ajustados a los modelos de n-CSTR y de dispersión axial (ADM), mostraron baja dispersión axial y alta distribución de flujo. Solamente los gránulos de Fe-diatomita mostraron una adsorción de fenol (16 %) importante. Los experimentos de degradación demostraron que la conversión de fenol fue sustancial cuando se usaron ambos catalizadores, hasta un 19,7 % de conversión del contaminante con espacio-tiempos de la fase líquida de solo 6 s. En comparación con la ozonización directa, el uso de los gránulos de Fe-diatomita y las perlas de vidrio recubiertas con Fe mejoraron el rendimiento del reactor en un 48 % y un 23 %, respectivamente. Se confirmó que la transferencia de masa es un factor importante que restringe el rendimiento de este sistema de reacción; en consecuencia, se necesita una mejora adicional en la velocidad de transporte másico para la optimización del sistema. Universidad de Costa Rica 2020-04-16 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Article Artículo application/pdf text/html application/epub+zip https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/39236 10.15517/ri.v30i2.39236 Ingeniería; Vol. 30 No. 2 (2020): July-December 2020; 1-13 Ingeniería; Vol. 30 Núm. 2 (2020): Julio-Diciembre 2020; 1-13 Ingeniería; Vol. 30 N.º 2 (2020): Julio-Diciembre 2020; 1-13 2215-2652 1409-2441 spa https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/39236/41886 https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/39236/41887 https://revistas.ucr.ac.cr/index.php/ingenieria/article/view/39236/41888 Derechos de autor 2020 Luis Briceño Mena, Esteban Durán Herrera |
| spellingShingle | trickle bed reactor emerging contaminants advanced oxidation heterogeneous catalytic ozonation reactor de lecho percolador contaminantes emergentes oxidación avanzada ozonación catalítica heterogénea Briceño Mena, Luis Durán Herrera, Esteban Ozonación catalítica heterogénea de fenol utilizando catalizadores de hierro en un reactor de lecho percolador |
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