Resultados teóricos y experimentales del empleo de un reactor solar en la degradación de un contaminante modelo

Abstract

En este trabajo se modeló un fotorreactor solar a escala piloto, en el cual se llevó a cabo la reacción de foto- Fenton, usando ácido fórmico como contaminante modelo. Se obtuvo la variación temporal de la temperatura mediante un balance de energía térmica. Los parámetros térmicos se estimaron a partir de mediciones de temperatura con el reactor a oscuras y en días soleados. Luego, se resolvieron la ecuación de transferencia de radiación y los balances de energía térmica y materia para determinar la concentración de ácido fórmico y de peróxido de hidrógeno en función del tiempo. La radiación solar se calculó con el programa SMARTS2. Se compararon las predicciones del modelo teórico con los resultados experimentales, y para la temperatura y la radiación solar se observó un buen acuerdo con los experimentos. Las desviaciones de la conversión del contaminante fueron 7,3 % y 0,9 % para relaciones iniciales de concentración peróxido de hidrógeno / ácido fórmico iguales a 3 y 5, respectivamente.

In the present work, a pilot-plant scale solar photoreactor has been modeled and photo-Fenton experiments were performed using formic acid as a model pollutant. Temperature predictions as a function of time were obtained from a thermal energy balance. The thermal parameters were estimated from shaded tests and temperature measurements in sunny days. Then, the radiative transfer equation and the thermal energy and mass balances were resolved to compute the formic acid and hydrogen peroxide concentrations as a function of the reaction time. The solar radiation was calculated from the SMARTS2 program. Predictions of the theoretical model were compared with experimental results. For temperature and solar radiation predictions a good agreement with the experiments was observed. Deviations between theoretical and experimental data for pollutant conversion were 7.3 % and 0.9 %, for hydrogen peroxide to formic acid initial concentrations equal to 3 and 5, respectively.