986 resultados para ossidazione parziale catalitica del metano rodio ceria allumina coprecipitazione
Resumo:
[ES]En el siguiente trabajo se ha realizado una revisin bibliogrfica en la que se muestran los resultados obtenidos al llevar a cabo la purificacin del biogs y/o la eliminacin del metano, en los casos en los que su valorizacin no sea posible, mediante mtodos biolgicos (biofiltracin). Se recogen asimismo las diversas fuentes desde las que se genera el biogs (generacin incontrolada o produccin controlada) junto con las concentraciones tpicas de todos los compuestos que pueden formar su composicin. En la purificacin del biogs se ha estudiado la eliminacin de compuestos perjudiciales para el aprovechamiento energtico del biogs, como son el sulfuro de hidrgeno (H2S), los mercaptanos y los siloxanos. Para el estudio de los compuestos a eliminar se ha diferenciado entre distintas configuraciones de biorreactores (biofiltros, biofiltros percoladores y biolavadores) y para cada una de ellas se han recogido datos representativos como la temperatura ptima de operacin, las diferencias entre operar a pH cido o bsico (teniendo en cuenta que el pH natural de operacin es cido pero que en estas condiciones la solubilidad del H2S es menor y el relleno se deteriora con mayor rapidez). Tambin se ha analizado la influencia de la cantidad de oxgeno necesario para garantizar la degradacin total de los contaminantes y evitar la acumulacin de depsitos de azufre, llegando incluso a necesitarse proporciones de O2/H2S de 49.2 para la oxidacin completa del H2S. Se ha estudiado tambin la cantidad necesaria de nitrgeno (nutriente) en los procesos llevados a cabo en condiciones anaerobias (cercana a 200 mgN-NO3 -/L), as como el efecto que tienen los compuestos producidos en la oxidacin parcial (azufre elemental (S0), metanol, formaldehido, etc.) en el funcionamiento del sistema.
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Laccoppiamento di diverse operazioni unitarie pu in certi casi portare ad una cosiddetta intensificazione di processo, cio ad un aumento sostanziale delle rese, dellefficienza e della sostenibilit. Nel presente lavoro sono state pertanto analizzate le potenzialit di accoppiamento della fotocatalisi, il pi studiato tra i processi di ossidazione avanzata, sia con alcuni processi a membrana per la sintesi verde di aromi sia con lozonizzazione per la depurazione di acque. stato dimostrato che in entrambi i casi lottenimento di una significativa intensificazione di processo dipende in gran parte dai parametri operativi, in particolare dal rapporto, delta, tra la velocit caratteristica di fotocatalisi e quella del processo accoppiato. Nel caso della sintesi di aromi, in cui la fotocatalisi viene accoppiata con la pervaporazione o con la dialisi ricircolando al reattore il retentato dalla cella con la membrana. Il parametro delta dipende dalla velocit di reazione, dalle propriet di trasporto delle membrane e naturalmente dal volume del rettore e dallarea della membrana. La reazione fotocatalitica produce laroma, ad esempio vanillina da acido ferulico, per ossidazione parziale e grazie al recupero del prodotto se ne evita lulteriore ossidazione aumentandone pertanto la resa. Loperare in apparati separati offre diversi vantaggi come la possibilit di variare senza vincoli il rapporto tra area della membrana e volume del reattore, ma impone di considerare anche il grado effettivo di accoppiamento dei processi. In questo caso, come evidenziato dal modello matematico, un sufficientemente elevato rapporto di ricircolo consente comunque di integrare efficacemente i processi. Nellozonizzazione fotocatalitica si hanno due importanti vantaggi: laumento della velocit di degradazione grazie alla sinergia tra i processi e la capacit di controllare la formazione di prodotti pericolosi. La sinergia viene massimizzata ad un valore ottimale di delta, mentre la formazione dei prodotti indesiderati viene controllata operando secondo le procedure che sono state individuate.
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Nel seguente lavoro stata sviluppata una analisi ambientale ed economica del ciclo di vita del pellet, realizzato con scarti agricoli dalle potature degli uliveti. Lobiettivo di tale lavoro dimostrare se effettivamente lutilizzo del pellet apporti vantaggi sia dal punto di vista ambientale sia da quello economico. In tale progetto si sviluppano quindi un LCA, Life cycle analysis, e un LCC, Life Cycle Cost, secondo gli steps standard suggeriti da tali metodologie. Per effettuare lanalisi del ciclo di vita stato utilizzato il software Simapro che ha permesso di valutare gli impatti ambientali sulle varie categorie di impatto incluse. In particolare sono stati considerati due metodologie, una midpoint ed una endpoint, ossia lEcoindicator 99 e il CML2 baseline 2000. Per le valutazioni finali stata poi utilizzata la normativa spagnola sugli impatti ambientali, BOE 21/2013 del 9 dicembre, che ci ha permesso di caraterizzare le varie categorie dimpatto facendo emergere quelle pi impattate e quelle meno impattate. I risultati finali hanno mostrato che la maggior parte degli impatti sono di tipo compatibile e moderato; pochi, invece, sono gli impatti severi e compatibili, che si riscontrano soprattutto nella categoria dimpatto Fossil Fuels. Per quanto riguarda invece lanalisi economica, si proceduto effettuando una valutazione iniziale fatta su tutto il processo produttivo considerato, poi una valutazione dal punto di vista del produttore attraverso una valutazione dellinvestimento ed infine, una valutazione dal punto di vista del cliente finale. Da queste valutazioni emerso che ci risulta conveniente dal punto di vista economico non solo per il produttore ma anche per lutente finale. Per il primo perch dopo i primi due anni di esercizio recupera linvestimento iniziale iniziando ad avere un guadagno; e per il secondo, poich il prezzo del pellet inferiore a quello del metano. Quindi, in conclusione, salvo cambiamenti in ambito normativo ed economico, lutilizzo del pellet realizzato da scarti di potature di uliveti risulta essere una buona soluzione per realizzare energia termica sia dal punto di vista ambientale, essendo il pellet una biomassa il cui ciclo produttivo non impatta severamente sullambiente; sia dal punto di vista economico permettendo al produttore introiti nellarco del breve tempo e favorendo al cliente finale un risparmio di denaro sulla bolletta.
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LH2 un vettore energetico di elevato interesse, utilizzato nellindustria chimica per la produzione di NH3 e CH3OH, oltre che per le reazioni di idrogenazione ed HDS. Un importante processo nella produzione di H2 la reazione di Water Gas Shift (WGS), usata nel trattamento delle correnti uscenti dal reattore di Steam Reforming (SR) del metano: CO + H2O CO2 + H2 H0298K = -41,2 KJ/mol. Sulla base di precedenti lavori, sono stati sviluppati nuovi catalizzatori per la reazione WGS ad alta temperatura (HTS), alternativi ai tradizionali sistemi a base di Fe/Cr, in considerazione dei vincoli economici (elevati valori del rapporto vapore/gas secco o S/DG) ed ambientali (formazione di CrVI) di questi sistemi. Partendo da sistemi Cu/Zn/Al con un basso contenuto di rame, ottenuti da precursori tipo idrotalcite (HT), stato studiato leffetto dellaggiunta di piccole quantit di alcuni promotori sullattivit e stabilit dei catalizzatori ottenuti, osservando un effetto positivo sulle caratteristiche fisiche, come laumento dellarea superficiale e della dispersione della fase attiva. I campioni contenenti i promotori erano inoltre caratterizzati da una maggiore stabilit termica e, in alcuni casi, da unattivit catalitica superiore a quella del catalizzatore di riferimento privo di promotori. Laggiunta di piccole quantit di alcali alla formulazione con la migliore attivit portava ad un ulteriore aumento di attivit e di stabilit, attribuibile ad una minore formazione di coke sulla superficie. I sistemi pi interessanti potevano operare anche a bassi valori del rapporto S/DG, interessanti dal punto di vista industriale. Lo studio delladsorbimento di CO mediante FT-IR ha permesso di ipotizzare la possibile natura della fase attiva nei sistemi. Infine, lo studio stato esteso a sistemi per la reazione di WGS a media temperatura (MTS), osservando anche in questo caso un positivo effetto legato allaggiunta di promotori, con un aumento dellattivit catalitica e della stabilit con il tempo di reazione.
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Gli eventi sismici del 2012 in Emilia-Romagna hanno provocato una rinnovata attenzione su alcuni fenomeni di carattere geologico superficiale. Sono stati in particolare riferiti dalla stampa locale e osservati dagli abitanti gorgogliamenti di gas naturale nelle acque dei pozzi, nelle acque dei canali di bonifica ed emissioni di gas libero, in prevalenza metano. In questa tesi si voluto mettere in luce tutto lo sviluppo storico del metano Padano, facendo un particolare riferimento al metano pi superficiale, ossia al metano denominato biogenico, illustrando le sue origini, le sue prime manifestazioni, la sua scoperta, la sua derivazione dalla torba, le sue prime produzioni, considerando gli impatti ambientali possibili e verificati, arrivando fino allattuale periodo in cui esso si affermato diventando una delle fonti principali di energia ed una delle materie prime pi preziose. La Tesi ha lo scopo di meglio chiarire lorigine e la modalit di occorrenza del metano biogenico Padano. Viene inoltre sviluppata una indagine orientata a identificare gli orizzonti geologici pi produttivi di metano biogenico della regione Emilia-Romagna originato da torbe. Le aree effettivamente pi produttive sono una parte di quelle ricche in torba e sono caratterizzate da buone capacit di conservazione nel tempo delle caratteristiche chimico fisiche favorevoli alla degradazione batterica della sostanza organica. Ci avviene quando vengono mantenute particolari condizioni di isolamento tramite argille ecc. Il metano biogenico Padano viene costantemente espulso dai sedimenti e naturalmente disperso in atmosfera. Eventuali attivit di captazione del metano dalle aree maggiormente produttive potranno contribuire alla diminuzione delleffetto serra e alla contestuale produzione a piccola o piccolissima scala di energia nei limiti delle normative in vigore soggette ad eventuali possibili revisioni in analogia a quanto disposto per altre forme di generazione di metano come biogas, discariche ecc.
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Nel presente lavoro di tesi sono state messe a confronto le ATP sintasi wild-type e M23-K in cromatofori del batterio fotosintetico Rhodobacter capsulatus sotto gli aspetti funzionale e regolatorio. Si pensava inizialmente che la mutazione, in base a studi riportati in letteratura condotti sullomologa mutazione in E. coli, avrebbe indotto disaccoppiamento intrinseco nellenzima. Il presente lavoro ha chiarito che il principale effetto della mutazione un significativo aumento dellaffinit dellenzima per lADP inibitorio, che ne determina il ridotto livello di ATP idrolisi e la rapidissima reinattivazione in seguito ad attivazione da forza protonmotiva. Il residuo 23 della subunit si trova posizionato in prossimit della regione conservata DEELSED carica negativamente della subunit , e lintroduzione nel mutante di una ulteriore carica positiva potrebbe determinare una maggiore richiesta di energia per indurre lapertura del sito catalitico. Unanalisi quantitativa dei dati di proton pumping condotta mediante inibizione parziale dellidrolisi del wildtype ha inoltre mostrato come il grado di accoppiamento del mutante in condizioni standard non differisca sostanzialmente da quello del wild-type. Daltro canto, stato recentemente osservato come un disaccoppiamento intrinseco possa venire osservato in condizioni opportune anche nel wild-type, e cio a basse concentrazioni di ADP e Pi. Nel presente lavoro di tesi si dimostrato come nel mutante losservazione del fenomeno del disaccoppiamento intrinseco sia facilitata rispetto al wild-type. stato proprio nellambito delle misure condotte sul mutante che stato possibile dimostrare per la prima volta il ruolo fondamentale della componente elettrica della forza protonmotiva nel mantenere lo stato enzimatico ad elevato accoppiamento. Tale ruolo stato successivamente messo in luce anche nel wild-type, in parte anche grazie alluso di inibitori specifici di F1 e di FO. Il disaccoppiamento intrinseco nel wild-type stato ulteriormente esaminato anche nella sua dipendenza dalla rimozione di ADP e Pi; in particolare, oltre allamina fluorescente ACMA, stata utilizzata come sonda di pH anche la 9-aminoacridina e come sonda di lOxonolo VI. In entrambi i casi il ruolo accoppiante di questi due ligandi stato confermato, inoltre utilizzando la 9-aminoacridina stato possibile calibrare il segnale di fluorescenza con salti acido-base, dando quindi una base quantitativa ai dati ottenuti. Noi riteniamo che il pi probabile candidato strutturale coinvolto in questi cambiamenti di stato enzimatici sia la subunit , di cui noto il coinvolgimento in processi di regolazione e in cambiamenti strutturali indotti da nucleotidi e dalla forza protonmotiva. In collaborazione con il Dipartimento di Chimica Fisica dellUniversit di Friburgo in atto un progetto per studiare i cambiamenti strutturali presumibilmente associati al disaccoppiamento intrinseco tramite FRET in singola molecola di complessi ATP-sintasici marcati con fluorofori sia sulla subunit che sulla subunit . Nellambito di questa tesi sono stati creati a questo fine alcuni doppi mutanti cisteinici ed stato messo a punto un protocollo per la loro marcatura con sonde fluorescenti.
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Questo progetto nasce dalla volont di creare un oasi verde, dove poter studiare, fare ricerca e anche rilassarsi, distogliendo lattenzione dalla distesa di fabbriche ceramiche che si stagliano per chilometri quadrati su tutto il territorio del comparto ceramico reggiano-modenese. Lo scenario che si presenta a chi fruisce di questi luoghi , infatti, di straniamento. Si pervasi da un forte senso di alienazione ed inadeguatezza a causa delle dimensioni di alcuni fabbricati e dalla bicromia che ne caratterizzano gli spazi. Tali caratteristiche ambientali cozzano prepotentemente con la presenza di verde molto intenso, quasi boschivo, che compone il parco delle Salse di Nirano e gli spazi circostanti il Castello di Spezzano, distante solo qualche centinaia di metri dal complesso fioranese della Ferrari e quindi dal sito in esame. Fra gli obiettivi progettuali non mai stato prioritario salvaguardare le strutture industriali presenti sullarea, non tanto a causa dello scarso interesse architettonico dei manufatti, quanto conseguentemente alla considerazione che la tipicit di tali strutture ben rappresentata anche dalle fabbriche dellintorno. Lobiettivo prefissato proprio quello di infrangere questa monotonia, di organizzare spazi e, soprattutto, servizi, fino ad ora, totalmente assenti. Questa mancanza pu essere spiegata ricordando lindirizzo prettamente industriale dellarea, ma, analizzando attentamente le emergenze limitrofe allarea in questione, facile notare come la cittadella Ferrari, ad esempio, abbia cominciato a dare al problema una risposta molto forte dal punto di vista architettonico. Nonostante questa parziale risignificazione del territorio, la separazione fra topos urbano - residenziale e industriale allinterno del Distretto fin troppo marcata. Va detto anche che la totale carenza di luoghi per poter camminare, magari riflettendo sui temi oggetto di ricerca, e per poter vivere allaria aperta, induce a progettare una soluzione destinata a ovviare al problema. Ne consegue quindi una forte deficienza di infrastrutture, come i parcheggi, di luoghi dedicati al divertimento o anche solo al tempo libero. Proprio per questo motivo, fra i propositi c anche quello di integrare il progetto con qualche soluzione in favore di questa problematica, come un polo sportivo che comprenda palestre e piscine. Il contesto, caratterizzato dalla presenza del circuito, che ha risonanza internazionale, suggerisce di optare per una struttura planimetrica lineare: ci va a massimizzare il contatto fra superficie degli edifici e lintorno. Sviluppando questa linearit, prende corpo la problematica di creare una rotazione circa a met della linea dasse; in primo luogo per assecondare la morfologia dellarea e del contesto, mantenendo inalterati gli edifici situati a nord, e, non meno importante, assegnare il giusto orientamento allambito residenziale, che per la sua architettura dovr essere rivolto perfettamente verso sud. Spostando poi lo sguardo verso gli stabilimenti della Rossa, la via Giardini offre numerosi spunti progettuali. Porta a essere ripensata, lungo i suoi margini, per rapportarla meglio al contesto Ferrari, che , a sua volta, legato indissolubilmente a quello che si trova al di l di tale asse viario; il Circuito di Fiorano e il progetto del centro ricerca. Per questo motivo risulta una priorit anche la progettazione di percorsi pedonali che colleghino il centro degli stabilimenti Ferrari con larea del circuito, in modo da favorire la fruibilit di questo luogo di indubbio fascino e carico di storia. In conclusione, il progetto dovr sviluppare un articolazione che consenta di percepire larchitettura in movimento. La volont progettuale chiaramente scenografica e si occuper anche del rapporto fra tecnica e uomo (macchina/natura). La necessit percepita quella, dunque, di creare un impianto di forte espressivit per sanare una situazione urbana lacerata e caotica. La vastit dellarea in esame permette di incrementare la presenza di entit naturali ad esempio con laggiunta dellenorme vasca dacqua che pu essere utilizzata direttamente anche per scopi funzionali al centro ricerca. Larticolazione progettuale si rivela perci molto sfaccettata e ricca di spunti.
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Il presente lavoro si incentra sulla parziale caratterizzazione del sito attivo del dominio PHP della subunit alpha, componente fondamentale dell'Oloenzima polimerasi III di E. coli. E' stato messo in luce il coinvolgimento di questo dominio nel meccanismo di idrolisi del pirofosfato generato dalla reazione polimerasica, valutando inoltre il grado di associazione tra queste due attivit.
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In alcuni paesi in via di sviluppo la forte crescita demografica ha favorito linsinuarsi di un sistema consumistico, che comporta la generazione di ingenti quantitativi di rifiuti urbani. In tali paesi il problema aggravato dalla progressiva urbanizzazione, con la conseguente necessit di smaltire i rifiuti solidi urbani nelle immediate vicinanze delle citt dove vengono prodotti in gran quantit.Storicamente nei piani di gestione dei rifiuti si sempre tenuta in considerazione la tutela della salute pubblica e dellambiente; negli ultimi anni cresciuta lattenzione verso lutilizzo dei rifiuti come fonte di materie prime o di energia. Ai metodi di smaltimento tradizionali, rappresentati dalle discariche e dagli impianti di incenerimento, si sono progressivamente affiancate tecniche per la valorizzazione dei rifiuti: alcune di queste differenziano i rifiuti in base al materiale di cui sono costituiti per ottenere materie prime (raccolta differenziata), altre invece ricavano energia mediante opportuni trattamenti termici(termovalorizzazione). Se lincenerimento dei rifiuti nato con lobiettivo di ridurne il volume e di distruggere le sostanze pericolose in essi presenti, la termovalorizzazione comprende un secondo obiettivo, che quello di valorizzare il potere calorifico dei rifiuti, recuperando la potenza termica sviluppata durante la combustione e utilizzandola per produrre vapore, successivamente impiegato per produrre energia elettrica o come vettore termico per il teleriscaldamento. Il presente lavoro di tesi fa seguito ad un tirocinio svolto presso il termovalorizzatore costituito dal forno F3 per rifiuti speciali anche pericolosi della societ Herambiente, ubicato in via Baiona a Ravenna. Limpianto utilizza un forno a tamburo rotante, scelto proprio per la sua versatilit nellincenerire varie tipologie di rifiuti: solidi, liquidi organici e inorganici, fluidi fangosi. Negli ultimi anni si delineato un aumento della richiesta di incenerimento di liquidi inorganici pericolosi, che sono prodotti di scarto di processi industriali derivanti dagli impianti del polo chimico ravennate. La presenza di unelevata quantit di liquidi inorganici in ingresso al forno fa calare lenergia disponibile per la combustione e, di conseguenza, porta ad un consumo maggiore di combustibile ausiliario (metano). Si pone un problema di ottimo e cio, a parit di potenza elettrica prodotta, occorre trovare la portata di rifiuti inorganici da inviare al forno che limiti la portata di metano in ingresso in modo da ottenere un utile netto positivo; ovviamente la soluzione ottimale influenzata dal prezzo del metano e dalla remunerazione che il gestore riceve per lo smaltimento dei reflui inorganici. Limpostazione del problema di ottimo richiede la soluzione dei bilanci di materia e di energia per il termovalorizzatore. Lobiettivo del lavoro di tesi stato limpostazione in un foglio di calcolo dei bilanci di materia e di energia per il tamburo rotante e per la camera statica di post-combustione a valle del tamburo.
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Questa tesi tratta la gestione dei formati digitali dei testi, parziale argomento del progetto Biblio dell'universit di Bologna. L'analisi proposta in questa tesi prevede la proposta di un'architettura che sfrutta in parte tecnologie gi esistenti come linguaggi di markup, gestione di frammenti di testo con XPointer e epubcfi, tools per NLP, TEI, DocBook. Questa architettura ha il compito di modificare i formati digitali dei documenti in modo tale che la struttura sia indipendente dall'impaginazione. Ci avviene attraverso l'introduzione delle unit informative, ossia nuovi elementi nella struttura del testo. Le unit informative sono di vari tipi, quelle pi rilevanti ed innovative riguardano parti di testo e periodi; esse, infatti, permettono di identificare un preciso periodo dall'opera senza che esso dipenda dal tipo di impaginazione. Per ottenere questo risultato sono state sollevate tre problematiche principali: la gestione delle opere gi esistenti, la gestione delle traduzioni, la gestione di opere inedite; esse vengono rispettivamente risolte nelle proposte dei postprocessor, del translationSystem e dell'authorSystem. Tutte e tre si basano sulla produzione di un'enumerazione delle unit informative, con una particolare attenzione per i periodi. Per riuscire a reperire i periodi si sfruttano le tecnologie di riconoscimento NLP. Il translationSystem e l'authorSystem presentano inoltre funzioni per la gestione della numerazione. Inoltre si prende in considerazione un repository e un sistema di autenticazione certificato per combattere furti d'identit, plagi e simili. Comprende accenni al recupero di unit informative sulla base di FRBR e una proposta per un sistema multiautore.
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Il presente lavoro di tesi si focalizzato sullo studio e sulla ottimizzazione di un sistema integrato, che utilizzi la reazione di oxy-reforming del metano al fine di produrre syngas che venga trattato attraverso la water-gas shift al fine di abbattere il contenuto di CO e al tempo stesso aumentare la resa in H2. Con lobiettivo di ottenere H2 ad elevata purezza (>99%) da poter essere inviato direttamente a celle a combustible ed in impianti di piccola taglia con possibile delocalizzazione della produzione industriale di energia elettrica e termica pulita, la miscela reale uscente dal processo di oxy-reforming stata processata tramite successiva water-gas shift direttamente allinterno di una membrana ceramica al Pd selettiva nella separazione di H2. Linnovativi di questo progetto di studio data da diversi parametri quali: 1) limpiego delloxy-reforming in alternativa al normale steam-reforming del CH4, che permette di condurre il processo a temperature decisamente inferiori (700-750C), utilizzando un minor quantitativo di vapore (S/C = 0.7); 2) lutilizzo di due nuove formulazioni di catalizzatore di WGS per alte temperature, capace di operare in un unico stadio conversioni di CO ottenibili industrialmente solo attraverso i convenzionali due due stadi di reazione (e due diverse formulazioni di catalizzatori a base di Fe/Cr e Cu); 3) lutilizzo di supporti ceramici con membrana a base di Pd, capaci di ospitare al loro interno un catalizzatore eterogeneo per la reazione di WGS a 400C, rendendo quindi possibile la produzione e contemporanea separazione di H2 con un ulteriore effetto positivo poich la membrana rimuovendo H2 dalla zona di reazione favorisce il superamento dellequilibrio termodinamico per la conversione del CO, abbassandone il contenuto nel flusso uscente dei gas reazione e rendendo non pi necessari sistemi aggiuntivi di separazione quali PSA o PROXY.
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En este trabajo se llev a cabo el tratamiento de vinazas mediante dos tecnologas anaerobias. Se dividi en cuatro estudios tcnicos. El primero fue el arranque y estabilizacin del reactor UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket), en dnde se evalu la estabilizacin mediante la eficiencia de remocin de DQO y la granulacin del lodo. El segundo estudio evalu el rendimiento del reactor UASB frente a diferentes Cva. El tercer estudio evalu el efecto del TRH sobre la eficiencia del reactor UASB, y el cuarto de ellos fue evaluar el rendimiento del RABF (Reactor Anaerobio de Biomasa Fija). El reactor UASB de 2,6 L de capacidad, fue arrancado por lotes, con seis ensayos utilizando vinaza como sustrato. Se obtuvieron eficiencias de remocin en DQO en un rango de 79-91%, en los seis lotes. Se obtuvo formacin de grnulos con dimetro () de 0,85-1,15 mm y un coeficiente de esfericidad () de 0,7-0,77. Se logr la granulacin de lodos tras 2 meses de operacin. Alcanzada la estabilizacin del reactor UASB, se sigui una operacin en flujo continuo. Las Cva probadas de 1, 2, 4 y 6 gDQO/L.d para el reactor UASB dan una respuesta bastante favorable con respecto al rendimiento del reactor, ya que presento eficiencias de remocin de DQOs del 51 hasta el 76%, eficiencias similares a los reportados por la literatura. En el estudio de TRH se oper con Cva de 6 gDQO/L.d y los TRH fueron de 24, 12 ,5 ,3 y 1 da. El % de eliminacin de DQO fue de 51, 60, 57, 60 y 63 % remocin en DQOsoluble, respectivamente. Se alcanz una produccin de biogs mximo de 5.283 ml/d, pero al reducir el TRH se observ una reduccin proporcional del volumen total de biogs. El %CH4 contenido en el biogs aumento al disminuir el TRH, reflejando valores de 80 al 92 % de CH4. El RABF con un volumen de 8,2 L, utilizo tubos de plstico corrugado como medio de soporte para las bacterias. Se aplicaron las siguientes Cva; 0,5, 1, 3 y 6 gDQO/L.d. El reactor RABF presento una excelente remocin de la materia orgnica (80% DQOs), una produccin de biogs estable, y un contenido en CH4 del biogs muy interesante. Sin embargo, para una Cva superior a 3 gDQO/L.d empez un comportamiento inesperado de reduccin de capacidad. Las condiciones hidrodinmicas del reactor UASB son decisivas para la formacin de los grnulos, condicin previa para iniciar el flujo continuo. Al operar el reactor UASB en modo continuo, se pudo evaluar las mejores condiciones de operacin para este tipo de residuo (vinaza). La Cva de 6 gDQO/L.d para el reactor UASB alimentado con vinaza bruta representa el lmite de su capacidad. Sin embargo, al aumentar la Cva se genera una mayor produccin de biogs y metano. La eficiencia de remocin de la DQO soluble es independiente del TRH, para una Cva de 6 g DQO/Ld y las condiciones de TRH probadas (24, 12, 5, 3 y 1 das). Los valores de remocin de DQO alcanzados son un poco superior a los valores de biodegradabilidad anaerobia de la vinaza observados de 50 %. De manera general, la reduccin del TRH o bien la dilucin de la vinaza no presenta un efecto significativo sobre la remocin de la materia orgnica soluble, pero si lo presenta en la remocin de sulfatos reduciendo indirectamente su toxicidad. El soporte termoplstico inoculado en el RABF y alimentado con vinaza bruta, actu como un filtro, adems de obtener buenos resultados en eliminacin de DQO, pero dada las dimensiones y la altura del relleno se frena la evacuacin del metano. This work was carried out by treatment vinasses with two anaerobic technologies. It was divided into four technical studies. The first was the start up and stabilization Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor, where the stability was evaluated by the removal efficiency of COD and sludge granulation. The second study evaluated the performance of the UASB reactor against different OLR. The third study evaluated the effect of HRT on the efficiency of the UASB reactor, and the fourth of which was evaluate the performance Fixed Biomass Anaerobic (FBA) reactor. The UASB reactor of 2,6 L capacity, was started in batch, with six assays using vinasse as substrate. Were obtained removal efficiencies of COD in the range of 79- 91% in the six batches. Forming granules were obtained with a diameter () of 0,85- 1,15 mm and sphericity coefficient () of 0,7 to 0,77. Sludge granulation was achieved after 2 months of operation. Once stabilization is achieved of the UASB reactor, it was followed by a continuous flow operation. The OLR tested 1, 2, 4 and 6 gCOD/L.d for UASB reactor gives a very favorable response regarding the performance of the reactor, as presented COD5 removal efficiencies of 51 to 76%, similar efficiencies those reported in the literature The HRT study was operated with an OLR of 6 gCOD/L.d and HRT were 24, 12, 5, 3 and 1 day. The removal efficiency was 51, 60, 57, 60 and 63% in soluble COD, respectively. It reached a maximum biogas production of 5.283 ml / d, but by reducing the HRT showed a proportional reduction in the total volume of biogas. The %CH4 content in the biogas increased with decreasing TRH, reflecting values of 80 to 92% of CH4. The FBA reactor with a volume of 8,2 L, used corrugated plastic tubes as carrier for bacteria transportation. The following OLR was applied, 0,5, 1, 3 and 6 gCOD/L.d. The FBA reactor showed an excellent removal of organic matter (80% CODS), a stable biogas production, and CH4 content very interesting. However, for more than 3 gCOD/L.d OLR began with unexpected behavior of capacity reduction. The UASB reactor hydrodynamic conditions are decisive for the formation of the granules, precondition to start the continuous flow. By operating the UASB reactor in continuous mode, it was possible to evaluate the best operating conditions for this type of waste (vinasse). The OLR of 6 gCOD/L.d for the UASB reactor fed with raw vinasse represents the limit of its capacity. However, with increasing OLR creates increased biogas production and methane. The removal efficiency of soluble COD is independent of HRT for OLR of 6 gCOD/L.d and HRT conditions tested (24, 12, 5, 3 and 1 day). COD Removal values achieved are slightly higher than the values of the vinasse anaerobic biodegradability of observed at 50%. Generally, reduction of HRT or vinasse dilution does not present a significant effect on the removal of the soluble organic matter; however if it occurs in the removal of sulfate reducing indirectly its toxicity. The thermoplastic support inoculated in FBA reactor and fed with raw vinasse, acted as a filter, in addition to obtaining good results in COD removal, but given the size and height of the filling slows evacuation of methane.
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Este proyecto versa sobre el estudio y diseo de una central termosolar de torre central, as como de su rendimiento y produccin. La caracterstica especial de esta planta es que tiene como fin suministrar calor a un proceso qumico: cracking trmico del metano para la produccin de hidrgeno. Debido a que el cracking trmico tiene lugar en el interior de un tanque de metal lquido (reactor qumico) y al peso del mismo, resulta conveniente dejar el reactor a nivel de suelo. As pues, los rayos solares tienen que descender desde la parte superior de la torre hasta el reactor. Los rayos solares se reflejan en los heliostatos para volver a ser reflejados en la parte superior de la torre, donde hay otro espejo que conduce los rayos solares hasta el reactor. La localizacin elegida para realizar el estudio ha sido Tabernas, cerca de la Plataforma Solar de Almera (PSA). De la estacin SIAR (Sistema de Informacin Agroclimtica para el Regado del Ministerio de Agricultura, Alimentacin y Medio Ambiente del Gobierno de Espaa). de Tabernas precisamente se han obtenido los datos de radiacin global, y mediante una correlacin kd-kt, se ha obtenido la radiacin directa. Para el estudio de la energa aportada por el campo solar, se ha elegido un campo norte de heliostatos, debido a que un campo circular adems de tener menor rendimiento en este proyecto no sera factible. Los heliostatos considerados son cuadrados de 11 x 11 m. Estos heliostatos apuntan hacia el punto (0, 0, 100) m en el sistema de coordenadas absoluto considerado para el proyecto, que coincide con una altura a 100 m en el centro interior de la torre. Este punto es uno de los focos del elipsoide virtual, del cual forma parte el reflector (espejo situado en la parte superior) y cuyo otro foco se sita en la parte superior del receptor (reactor), cuyo fin es dirigir los rayos hacia el reactor, como se ha indicado. Una vez definido el proyecto, se lleva a cabo un dimensionado del campo solar, con el cual puede obtenerse un campo de heliostatos. Tras realizar la simulacin, se obtienen datos instantneos y medios. A modo de ejemplo, se incluye el rendimiento por bloqueos y sombras a las 9 h de la maana en enero, donde puede observarse que la sombra de la torre tiene una alta importancia sobre los heliostatos situados en la zona oeste. Del mismo modo, se han obtenido los datos de incidencia de los rayos solares sobre el receptor, de forma que puede caracterizarse la incidencia del flujo trmico sobre el mismo mediante un mallado. A continuacin se incluye una imagen del nmero de rayos solares que inciden sobre el receptor a las 12 h en junio. Las conclusiones que pueden extraerse del proyecto son: El rendimiento anual de la planta es del 26 %. La produccin anual de hidrgeno sera de 163,7 t. Para mayores potencias de plantas el rendimiento por sombras y bloqueos sera menor, al igual que el asociado al efecto coseno, a la dispersin y absorcin atmosfrica y al factor de interceptacin. Para reducir el efecto del tamao en los dos primeros rendimientos mencionados en el prrafo anterior podra elevarse la altura de la torre. Para aumentar el factor de interceptacin podra estudiarse la colocacin de espejos en el interior de la torre, de modo que reflejasen los rayos solares hasta el receptor.
Resumo:
Il traffico veicolare la principale fonte antropogenica di NOx, idrocarburi (HC) e CO e, dato che la sostituzione dei motori a combustione interna con sistemi alternativi appare ancora lontana nel tempo, lo sviluppo di sistemi in grado di limitare al massimo le emissioni di questi mezzi di trasporto riveste unimportanza fondamentale. Sfortunatamente non esiste un rapporto ottimale aria/combustibile che permetta di avere basse emissioni, mentre la massima potenza ottenibile dal motore corrisponde alle condizioni di elevata formazione di CO e HC. Gli attuali sistemi di abbattimento permettono il controllo delle emissioni da sorgenti mobili tramite una centralina che collega il sistema di iniezione del motore e la concentrazione di ossigeno del sistema catalitico (posto nella marmitta) in modo da controllare il rapporto aria/combustibile (Fig. 1). Le marmitte catalitiche per motori a benzina utilizzano catalizzatori three way a base di Pt/Rh supportati su ossidi (allumina, zirconia e ceria), che, dovendo operare con un rapporto quasi stechiometrico combustibile/comburente, comportano una minore efficienza del motore e consumi maggiori del 20-30% rispetto alla combustione in eccesso di ossigeno. Inoltre, questa tecnologia non pu essere utilizzata nei motori diesel, che lavorano in eccesso di ossigeno ed utilizzano carburanti con un tenore di zolfo relativamente elevato. In questi ultimi anni cresciuto linteresse per il controllo delle emissioni di NOx da fonti veicolari, con particolare attenzione alla riduzione catalitica in presenza di un eccesso di ossigeno, cio in condizioni di combustione magra. Uno sviluppo recente rappresentato dai catalizzatori tipo Toyota che sono basati sul concetto di accumulo e riduzione (storage/reduction), nei quali lNO viene ossidato ed accumulato sul catalizzatore come nitrato in condizioni di eccesso di ossigeno. Modificando poi per brevi periodi di tempo le condizioni di alimentazione da ossidanti (aria/combustibile > 14,7 p/p) a riducenti (aria/combustibile < 14,7 p/p) il nitrato immagazzinato viene ridotto a N2 e H2O. Questi catalizzatori sono per molto sensibili alla presenza di zolfo e non possono essere utilizzati con i carburanti diesel attualmente in commercio. Obiettivo di questo lavoro di tesi stato quello di ottimizzare e migliorare la comprensione del meccanismo di reazione dei catalizzatori storage-reduction per labbattimento degli NOx nelle emissioni di autoveicoli in presenza di un eccesso di ossigeno. In particolare lo studio stato focalizzato dapprima sulle propriet del Pt, fase attiva nei processi di storage-reduction, in funzione del tipo di precursore e sulle propriet e composizione della fase di accumulo (Ba, Mg ed una loro miscela equimolare) e del supporto (-Al2O3 o Mg(Al)O). Lo studio stato inizialmente focalizzato sulle propriet dei precursori del Pt, fase attiva nei processi di storage-reduction, sulla composizione della fase di accumulo (Ba, Mg ed una loro miscela equimolare) e del supporto (-Al2O3 o Mg(Al)O). E stata effettuata una dettagliata caratterizzazione chimico-fisica dei materiali preparati tramite analisi a raggi X (XRD), area superficiale, porosimetria, analisi di dispersione metallica, analisi in riduzione e/o ossidazione in programmata di temperatura (TPR-O), che ha permesso una migliore comprensione delle propriet dei catalizzatori. Vista la complessit delle miscele gassose reali, sono state utilizzate, nelle prove catalitiche di laboratorio, alcune miscele pi semplici, che tuttavia potessero rappresentare in maniera significativa le condizioni reali di esercizio. Il comportamento dei catalizzatori stato studiato utilizzando differenti miscele sintetiche, con composizioni che permettessero di comprendere meglio il meccanismo. Lintervallo di temperatura in cui si operato compreso tra 200-450C. Al fine di migliorare i catalizzatori, per aumentarne la resistenza alla disattivazione da zolfo, sono state effettuate prove alimentando in continuo SO2 per verificare la resistenza alla disattivazione in funzione della composizione del catalizzatore. I principali risultati conseguiti possono essere cos riassunti: A. Caratteristiche Fisiche. Dallanalisi XRD si osserva che limpregnazione con Pt(NH3)2(NO2)2 o con la sospensione nanoparticellare in DEG, non modifica le propriet chimico-fisiche del supporto, con leccezione del campione con sospensione nanoparticellare impregnata su ossido misto per il quale si osservata sia la segregazione del Pt, sia la presenza di composti carboniosi sulla superficie. Viceversa limpregnazione con Ba porta ad una significativa diminuzione dellarea superficiale e della porosit. B. Caratteristiche Chimiche. Lanalisi di dispersione metallica, tramite il chemiassorbimento di H2, mostra per i catalizzatori impregnati con Pt nanoparticellare, una bassa dispersione metallica e di conseguenza elevate dimensioni delle particelle di Pt. I campioni impregnati con Pt(NH3)2(NO2)2 presentano una migliore dispersione. Infine dalle analisi TPR-O si osservato che: Maggiore la dispersione del metallo nobile maggiore la sua interazione con il supporto, Laumento della temperatura di riduzione del PtOx proporzionale alla quantit dei metalli alcalino terrosi, C. Precursore Metallo Nobile. Nelle prove di attivit catalitica, con cicli ossidanti e riducenti continui in presenza ed in assenza di CO2, i catalizzatori con Pt nanoparticellare mostrano una minore attivit catalitica, specie in presenza di un competitore come la CO2. Al contrario i catalizzatori ottenuti per impregnazione con la soluzione acquosa di Pt(NH3)2(NO2)2 presentano unottima attivit catalitica, stabile nel tempo, e sono meno influenzabili dalla presenza di CO2. D. Resistenza allavvelenamento da SO2. Il catalizzatore di riferimento, 17Ba1Pt/Al2O3, mostra un effetto di avvelenamento con formazione di solfati pi stabili che sul sistema Ba-Mg; difatti il campione non recupera i valori iniziali di attivit se non dopo molti cicli di rigenerazione e temperature superiori ai 300C. Per questi catalizzatori lavvelenamento da SO2 sembra essere di tipo reversibile, anche se a temperature e condizioni pi favorevoli per il 1.5Mg8.5Ba-1Pt/Al2O3. E. Capacit di Accumulo e Rigenerabilit. Tramite questo tipo di prova stato possibile ipotizzare e verificare il meccanismo della riduzione. I catalizzatori ottenuti per impregnazione con la soluzione acquosa di Pt(NH3)2(NO2)2 hanno mostrato unelevata capacit di accumulo. Questa maggiore per il campione bimetallico (Ba-Mg) a T < 300C, mentre per il riferimento maggiore per T > 300C. Per ambedue i catalizzatori evidente la formazione di ammoniaca, che potrebbe essere utilizzata come un indice che la riduzione dei nitrati accumulati arrivata al termine e che il tempo ottimale per la riduzione stato raggiunto o superato. Per evitare la formazione di NH3, sul catalizzatore di riferimento, stata variata la concentrazione del riducente e la temperatura in modo da permettere alle specie adsorbite sulla superficie e nel bulk di poter raggiungere il Pt prima che lambiente diventi troppo riducente e quindi meno selettivo. La presenza di CO2 riduce fortemente la formazione di NH3; probabilmente perch la CO2, occupando i siti degli elementi alcalino-terrosi lontani dal Pt, impedisce ai nitriti/nitrati o allH2 attivato di percorrere elevate distanze prima di reagire, aumentando cos le possibilit di una riduzione pi breve e pi selettiva. F. Tempo di Riduzione. Si migliorata la comprensione del ruolo svolto dalla concentrazione dellagente riducente e delleffetto della durata della fase riducente. Una durata troppo breve porta, nel lungo periodo, alla saturazione dei siti attivi, un eccesso alla formazione di NH3 Attraverso queste ultime prove stato possibile formulare un meccanismo di reazione, in particolare della fase riducente. G. Meccanismo di Riduzione. La mobilit dei reagenti, nitriti/nitrati o H2 attivato un elemento fondamentale nel meccanismo della riduzione. La vicinanza tra i siti di accumulo e quelli redox determinante per il tipo di prodotti che si possono ottenere. La diminuzione della concentrazione del riducente o laumento della temperatura concede maggiore tempo o energia alle specie adsorbite sulla superficie o nel bulk per migrare e reagire prima che lambiente diventi troppo riducente e quindi meno selettivo.
Resumo:
Il pirofosfato di vanadile VPP il catalizzatore utilizzato per lossidazione di n-butano ad anidride maleica AM. Durante reazione, il VPP subisce delle modifiche strutturali, soprattutto nella parte superficiale, cataliticamente attiva. Queste modifiche sono funzione della composizione della fase gas e delle caratteristiche del catalizzatore, in particolare del rapporto P/V. Mediante prove di reattivit in condizioni stazionarie e non-stazionarie, condotte in cella ambientale accoppiata ad uno spettrofotometro Raman, si arrivati a capire quali fasi e in che condizioni queste si sviluppano sulla superficie del VPP. Si inoltre capito che la fase selettiva nel prodotto desiderato, AM, costituita da -VOPO4. Non ancora noto con esattezza perch questo composto offra le prestazioni migliori; si ipotizza che ci sia dovuto alla capacit di dare luogo a cicli redox tra V5+ e V4+ con cinetiche veloci, grazie al fatto che ha similarit strutturali con il VPP. La formazione di questa fase avviene pi facilmente in presenza di un eccesso di P. Oltre al P, un altro fattore che influisce sulle prestazioni catalitiche la presenza di elementi promotori. Tra questi, il Nb uno dei pi importanti, come dimostato dalle prove di reattivit condotte in miscela butano-aria, utilizzando catalizzatori promossi con diversi quantitativi di Nb. In questo modo si capito che alle basse temperature occorre un catalizzatore con una maggiore quantit di Nb (per esempio, rapporto V/Nb=46) per favorire la formazione della fase -VOPO4; mentre alle alte temperature, sono sufficienti piccole quantit di elemento promotore, in quanto indipendentemente dal rapporto P/V la fase predominante -VOPO4. Una quantit elevata di Nb ha implicazioni negative sulla selettivit, sia alle alte che alle basse temperature di reazione, perch favorisce la formazione di una superficie catalitica troppo ossidata. Lobiettivo del mio lavoro di tesi stato quello di dimostrare una correlazione tra leffetto del Nb e la formazione della fase -VOPO4. Per farlo, si deciso di partire da VOPO42H2O (VPD) promosso con diversi quantitativi di Nb. Infatti, comera gi stato dimostrato in precedenza, il VPD che si forma in ambiente di reazione per ossidazione superficiale del VPP d luogo a disidratazione a -VOPO4. Le trasformazioni del VPD promosso con Nb sono state monitorate utilizzando la spettroscopia Raman. Le prove condotte hanno confermato che laddizione di Nb al VPP favorisce la formazione del composto desiderato; tuttavia, la medesima trasformazione non stata osservata partendo dal composto VPD contenente Nb.
