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Tratamiento para la eliminación o reducción de NOx (oxidos de nitrógeno)

reducción catalítica selectivaGran parte de la contaminación ambiental se debe a las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx), que son emitidas de forma masiva a la atmósfera y son causantes de graves problemas como el  smog fotoquímico (Contaminación del aire por ozono originado por reacciones fotoquímicas, y otros compuestos. Como resultado se observa una atmósfera de un color plomo o negro. El ozono es un compuesto oxidante y tóxico que puede provocar en el ser humano problemas respiratorios), la lluvia ácida y la pérdida de la capa de ozono. En las últimas décadas se está realizando un esfuerzo para desarrollar tecnologías que limiten estas emisiones.

La principal fuente de desequilibrio de los niveles de NOx globales se debe al sector del transporte y representa un 55% del total, el resto se debe al sector energético (23%), básicamente en plantas de producción de energía, sector industrial y agricultura, y en menor medida a fuentes naturales. Actualmente el transporte por carretera es el principal emisor de óxidos de nitrógeno. En los últimos años se ha impulsado el uso del biodiesel. Aunque el biodiesel tiene sus ventajas, con su uso los NOx se ven incrementados hasta un 12%.

La necesidad de frenar los riesgos ambientales derivados de los contaminantes emitidos a la atmosfera ha hecho que se impongan límites legales a las emisiones. Los estándares impuestos generalmente regulan emisiones de NOx, CO, HC (hidrocarburos inquemados) y MP (partículas).

Tanto las plantas de combustión como los vehículos pueden equiparse con las tecnologías de control de emisiones que consiguen eliminar en un 90% las emisiones de los denominados NOx (NOx = óxido nítrico NO + Oxido nitroso N2O y dióxido de nitrógeno NO2). Esto se puede conseguir mediante la aplicación de medios tecnológicos o un uso más eficiente de la energía, aunque a la práctica se suelen combinar ambas estrategias. Otra medida acertada sería substituir la energía fósil por fuentes de energía renovables.

Se han desarrollado dos tipos de técnicas para controlar las emisiones de estos compuestos. Por un lado, tenemos las denominadas “acciones primarias” que actúan antes de la formación de los NOx. Existe una gran variedad de técnicas primarias, aunque todas se basan en la modificación de los parámetros de operación o del diseño de los sistemas de combustión de las instalaciones. El inconveniente que presentan es que la reducción de NOx alcanzada mediante  estos sistemas no sobrepasa el 50-60%, lo que supone una limitación para cumplir la legislación vigente.

Una alternativa económica para la reducción de NOx es la combinación de catalizadores NSR (Nox Storage-Rduction) y SCR (Reducción Catalítica Selectiva) que puede conducir a una mayor conversión de NOx y selectividad de N2 que con el uso del NSR por separado. A pesar de los beneficios de este sistema hibrido, hay que tener en cuenta  que inconveniente típico del uso de los catalizadores es el envenenamiento por óxidos de azufre. Aún así, el principal hándicap de la la implementación de esta tecnología es poder almacenar diversos compuestos para realizar cada una de las fases de la reacción catalítica, lo representa un gran inconveniente cuando trabajamos con niveles de emisión muy bajos.

El otro tipo de medidas, es decir, las acciones secundarias, consisten en el tratamiento de efluentes para eliminar los óxidos de nitrógeno ya formados. Y se caracterizan por la aplicación de tecnologías húmedas como las tecnologías de oxidación y las de absorción, y la aplicación de tecnologías en seco que están compuestas por las tecnologías catalíticas tanto selectivas como no selectivas, que a través de su instalación permiten asegurar que los niveles de emisión no superan lo establecido por la legislación de cada zona.

Por lo que concluimos que hay que apostar e invertir esfuerzos en  el desarrollo de sistemas híbridos, por acoplamiento, de tecnologías catalíticas de post-tratamiento, ya que representan una tecnología optima para minimización del impacto del NOx.

5 Responses to “Tratamiento para la eliminación o reducción de NOx (oxidos de nitrógeno)”

Pedro Castañeda Jimenez said On 31 octubre 2015

Que sucede si se les suministra hidrógeno y oxígeno a través de electrolisis a la combustión de motores diesel?

Condorchem said On 21 diciembre 2015

Un motor diésel ha sido diseñado para llevar a cabo de forma eficiente la combustión de fracciones de petróleo difíciles de quemar, calentando la mezcla al comprimirla enormemente hasta que se inflama. No obstante, no interesa que se produzca una detonación, sino una combustión.
El motor diésel ha sido diseñado para una velocidad concreta de propagación de la combustión, baja comparada con la gasolina. El gran rendimiento del motor diésel se basa en parte a esta relativamente baja velocidad de propagación de la combustión.
El uso de hidrógeno en el motor diésel no va a mejorar su rendimiento, sino todo lo contrario. Además, lo acabará destruyendo, dado que desaparece el efecto lubricante proporcionado por el propio combustible. Por otro lado, si la velocidad de propagación de la combustión es excesiva, como ocurre en el caso del hidrógeno (se trata de un gas extremadamente inflamable), la combustión deja de ser controlada y se produce una detonación, del todo indeseable. Ya las gasolinas tienen problemas de detonación si su composición es más ligera y es preciso jugar con su composición.
Por tanto, el uso de hidrógeno en un motor diésel es contraproducente y, dependiendo del caso, incluso peligroso.
La mejor alternativa para utilizar hidrógeno para la propulsión de un vehículo es, sin duda, la pila de combustible. Ésta transforma, vía un proceso electroquímico, el hidrógeno en energía eléctrica y en energía térmica. Es la opción que mayor rendimiento energético permite y es una alternativa emergente que en el futuro se verá si se acaba imponiendo. Para más información, léase el siguiente post: enlace al artículo del blog de las pilas de hidrógeno.

RRIVASJ said On 25 febrero 2016

Para el caso de generación de grandes masas de gases de combustión, utilizar catalizadores no seria un tanto magno? ya que los tamaños de los catalizadores y la restricción de flujo y sobrepresión que ocasionarían, seria un problema operativo al proceso mismo.
Normalmente las acciones secundarias son muy costosas e implican subsistemas de control para este fin, como aditivos y/o enfriamiento de flamas, oxigeno suplementario en zonas de reacción secundaria.

Jose López said On 28 diciembre 2016

¿Sería posible pulverizar agua (uso de avionetas con rociadores no apagafuegos) sobre las zonas de alta concentración para generar una humedad artificial? La gota de agua debería ser controlada supongo.
Disculpen si parezco absurdo pero ya se trató de hacer algo, creo que con nitratos, para provocar lluvias.

Condorchem said On 24 enero 2017

Si se refiere a la siembra de nubes, no tenemos conocimiento de que se pueda utilizar únicamente agua, aunque no somos expertos en este tema. Normalmente se utiliza yoduro de plata o gel seco, que funcionan favoreciendo la nucleación de cristales de gel y el crecimiento de las partículas hasta que lleguen a una medida que permita su precipitación.

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