Diseño y simulación de un sistema de pirólisis de aspersión con llama para la síntesis de un catalizador heterogéneo - Granados Durán, Francisco José 1992- (2024)
En este proyecto se diseñó un sistema de pirólisis de aspersión con llama (FSP) para la síntesis del catalizador heterogéneo cromita de zinc (ZnCr2O4) mediante un estudio de antecedentes teóricos y empíricos para determinar los componentes y equipos más apropiados para ensamblar el sistema utilizando una matriz de selección bajo criterios como: resultados en investigaciones previas, facilidad de implementación, costo y eficiencia teórica. Se obtuvo la formulación de una disolución de precursores metálicos para alcanzar una cantidad de producto determinada y las condiciones de operación de cada uno de los equipos que conforman el diseño mediante un análisis estequiométrico para una producción objetivo de 25 g. Además, se realizó una simulación de la sección del reactor del sistema mediante un simulador de dinámica de flujos computarizada (CFD) en dos dimensiones con trazado de partículas sólidas para encontrar la mejor altura del reactor para atrapar la mayor cantidad de partículas en un sistema recolector y la temperatura dentro de éste con el fin de determinar la necesidad o no de implementar un sistema de refrigeración al equipo diseñado. Los resultados de esta simulación de temperatura se utilizaron como base para una aproximación de la temperatura máxima en las paredes del sistema mediante el cálculo de transferencia de calor. Finalmente, se efectuó un estudio de costos para la compra e instalación de los equipos que conforman el sistema y se dibujó el plano constructivo del sistema. Entre los resultados obtenidos, se diseñó un sistema FSP compuesto por una bomba peristáltica, una campana cilíndrica de cuarzo semicerrada con quemadores de doble llama en su interior a modo de reactor y un precipitador electrostático como sistema de recolección. Se determinó que la disolución madre debe estar compuesta de los precursores Cr(NO3)3 · 9H2O y Zn(NO3)2 · 6H2O disueltos en etanol y alimentada...