Tratamiento electroquímico de efluentes con compuestos gaseosos de azufre

Abstract

La presente tesis analiza desde el punto de vista de la ingeniería electroquímica el tratamiento de efluentes gaseosos sulfurados, principalmente dióxido de azufre y sulfuro de hidrógeno con el objetivo de transformarlos en azufre elemental y ácido sulfúrico. Se evalúan, a partir de figuras de mérito, diferentes configuraciones de reactores electroquímicos para atender a las necesidades de cada sistema, comparando los resultados experimentales con modelos matemáticos. Experimentos iniciales para el tratamiento de dióxido de azufre destacan al acero inoxidable 316 y al carbón vítreo como materiales promisorios catódicos y anódicos, respectivamente. Como estrategias para aminorar la pasivación de los electrodos debido a la producción de azufre se implementó un reactor dividido, la generación de hidrógeno, la limpieza mecánica, el aumento de la temperatura y la aplicación de ultrasonido. Se experimenta con reactores de electrodo cilíndrico rotatorio y electrodos planos paralelos con doble canal convergente destacando la factibilidad técnica de los mismos e identificando las condiciones de operación óptimas en cada caso. La mayor producción específica se obtiene en el reactor con electrodo cilíndrico rotatorio bifásico en presencia de ultrasonido. La oxidación anódica de sulfuro de hidrógeno sobre un electrodo de plomo en medio alcalino presenta un control cinético por reacción química. Se evalúa el desempeño del sistema trabajando a 80 ºC en un reactor con electrodo cilíndrico rotatorio bi y tridimensional. La incorporación de una fase gaseosa en el seno del electrodo tridimensional presenta la mayor producción específica y excelentes condiciones de transferencia de materia gas-líquido.