MnOX-CeO2 catalytic formulations for the simultaneous removal of NOX and PCDD/Fs from exhaustgases of MSWI plants

Abstract

En la actualidad se está apostando por una gestión de los RSU que prioriza la valorización frente a la deposición en vertederos. La valorización energética permite generar energía a partir de las fracciones de RSU que no pueden ser recicladas; dentro de esta, la incineración es el método más utilizado. Sin embargo, la incineración genera una corriente gaseosa con una amplia variedad de contaminantes que deben de ser eliminados antes de su emisión al medio ambiente. Esta tesis propone un proceso alternativo para la eliminación simultánea de dos de estos contaminantes, los NOX y las PCDD/Fs, los cuales se eliminan actualmente de forma separada mediante diferentes procesos.El método propuesto se basa en la capacidad que tienen los catalizadores usados en el proceso SCR (utilizado para la eliminación de NOX) para favorecer reacciones de oxidación. La oxidación catalítica permitiría la total destrucción de las PCDD/Fs, evitando así las desventajas de los procesos actuales. Sin embargo, el catalizador industrial SCR (basado en vanadio) presenta algunos puntos negativos. Con el objetivo de operar de forma más eficiente, es decir a menor temperatura, actualmente se está investigando catalizadores SCR alternativos. La formulación catalítica MnOX-CeO2 es ampliamente reportada por sus excelentes resultados en la SCR a baja temperatura. Dicha formulación también es reportada por su excelente actividad en reacciones de oxidación, aunque el estudio de ambas reacciones (SCR y oxidación) de forma simultánea no ha sido realizado aún.En este contexto, esta tesis tiene por objetivo evaluar la formulación catalítica MnOX-CeO2 en la eliminación simultánea de NO y o-DCB (compuesto modelo de PCDD/Fs) mediante las reacciones SCR y oxidación catalítica, respectivamente. Para este propósito, primeramente, se realiza una optimización de la propia formulación catalítica mediante el análisis del método de preparación, contenido metálico y variables implicadas en el método de preparación. En segundo lugar, el catalizador seleccionado como óptimo se usa para analizar en profundidad la actividad catalítica, el efecto de la concentración de los reactivos y otros compuestos implicados en el proceso a escala industrial. Después, el catalizador seleccionado como óptimo también se usa para caracterizar las especies superficiales formadas durante la reacción y proponer una ruta de reacción acorde con estos resultados. Finalmente, la actividad catalítica de la formulación MnOX-CeO2 se mejora mediante dos estrategias (soporte y dopaje superficial de la fase activa).