Diseño de un reactor taylor-couette para el tratamiento de aguas de desecho mediante catálisis heterogénea

RESUMEN En este trabajo de investigación, se propone un diseño de reactor tipo Taylor- Couette para el tratamiento de aguas de desecho utilizando cenizas volantes como soporte catalítico en el proceso Fenton. El análisis experimental consistió en evaluar a diferentes velocidades angulares la formación de los vórtices toroidales y su impacto la degradación del colorante Naranja Ácido 7 (NA7). En este trabajo, se realizó un análisis numérico de los vórtices toroidales desarrollados en el espacio anular del reactor de cilindros concéntricos Taylor-Couette utilizando el modelo viscoso k-épsilon RNG. Los resultados de la simulación numérica permitieron definir las condiciones de operación para llevar a cabo la parte experimental. Las pruebas experimentales del proceso Fenton heterogéneo para la degradación del colorante NA7 se realizaron utilizando ceniza volante como soporte catalítico se llevaron a cabo en un vaso de precipitados y en el reactor Taylor-Couette, y observó que en el reactor Taylor-Couette la degradación del colorante NA7 fue de 0.02 mmol/hr y se demostró que en este reactor puede tratarse mayor volumen lo que permite el escalamiento a nivel industrial. En el reactor Taylor-Couette se llevaron a cabo diferentes experimentos con las velocidades de rotación y se determinó que a 800 rpm puede llevarse a cabo la degradación del NA7 en presencia de los vórtices toroidales. Se trabajaron diferentes concentraciones de colorante NA7 para determinar la cinética de la reacción y predecir el tiempo de degradación del NA7 con diferentes concentraciones.

ABSTRACT In this research work, he proposes a Taylor-Couette reactor design for wastewater treatment using fly ash as catalytic support in the Fenton process. The experimental analysis consists of evaluating at different angular speeds the formation of the toroidal vortices and their impact on the degradation of the Acid Orange 7 dye (NA7). In this work, a numerical analysis of the toroidal vortices developed in the annular space of the Taylor-Couette concentric cylinder reactor was performed using the RNG k-epsilon viscous model. The results of the numerical simulation allowed us to define the operating conditions to carry out the experimental part. Experimental tests of the heterogeneous Fenton process for degradation of the NA7 dye are used using the controller as catalytic support are performed in a beaker and the Taylor-Couette reactor, and in the Taylor-Couette reactor the degradation of the NA7 dye It was 0.02 mmol / h and it was shown that in this reactor greater volume can be treated allowing for scaling at the industrial level. In the Taylor-Couette reactor, you can experience a different end with the rotation speeds and determine that at 800 rpm you can carry out a degradation line of NA7 in the presence of toroidal devices. Work on different variations of NA7 dye to determine the kinetics of the reaction and predict the degradation time of NA7 with different variations.