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Tecnología para Remover NOx

Existen varias tecnologías para remover óxidos de Nitrógeno y su aplicación depende de la composición y temperatura del gas y de la eficiencia requerida.

Como se forma el NOx

A altas temperaturas de operación, el Nitrógeno del aire reacciona con el Oxigeno para formar óxidos de Nitrógeno tales como NO y NOx. Las concentraciones de NOx resultantes de este proceso dependerán de que tal alta es la temperatura de operación y que tan rápido se enfría el gas. Entre mas alta la temperatura de operación mayor es la formación de NOx y entre mas rápido se enfríe el gas, mas NOx será permanentemente formado. Fuentes tales como calderas, incineradores y turbinas de gas formaran NOx.

Otras operaciones las cuales forman NOx incluyen reacciones químicas tales como las que envuelven Ácido Nítrico.

Por ejemplo; el tratamiento superficial de metales conocido como el decapado para hacer pasivado de acero inoxidable, consiste en sumergir las partes metálicas dentro de un baño de ácido Nítrico diluido. Las impurezas son disueltas y el acero inoxidable queda con una capa de oxido la cual tiene carácter pasivo y evita la corrosión. Durante esta operación, las impurezas reaccionan con el ácido Nítrico para formar óxidos de Nitrógeno. Debido a la baja solubilidad de los óxidos de Nitrógeno, estos escapan de la solución como vapor.

NO – NO2

Óxidos de Nitrógeno incluyen oxido Nítrico y dióxido de Nitrógeno.  Existen otros compuestos los cuales pueden ser formados tal como el oxido Nitroso (N2O), pero normalmente estos no se forman en las operaciones de procesos térmicos o industriales.

NO es un gas incoloro virtualmente no soluble en agua. En la presencia de oxigeno en exceso, NO lentamente se convierte en dióxido de Nitrógeno. * Referencia: Air Pollution Control and Design Handbook Part 2 paginas 672-673.

Tabla 24-11

Concentración de NO en el aire (ppm)

Tiempo requerido para oxidar 0.5NO en NO2 (min.)

20,000

0.175

10,000

0.35

1,000

3.5

100

35

10

350

1

3,500

NO2 es también un gas incoloro pero este dimeriza a N2O4. Como resultado de esto, el color se torna desde amarillo anaranjado hasta rojizo dependiendo de la concentración. Entre mas alta la concentración mas oscuro luce el color del gas.

Algo único acerca del NOx

Muchos contaminantes de flujo de gases son removidos usando técnicas variadas. La más común es el uso de Scrubber (limpiador de gases). Por ejemplo para remover óxidos de azufre se usa el Scrubber.

Scrubbers tienen un costo inicial bajo pero debido a la baja solubilidad en agua del NO2, esto hace que el dióxido de Nitrógeno se disuelva lentamente. Una vez este es disuelto, empieza un proceso de auto-oxidación como sigue:

Reacción dentro del Scrubber

3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

Esta es la ecuación general y como usted puede ver, la absorción del dióxido de Nitrógeno forma oxido Nítrico como sub-producto. El oxido Nítrico tiene también poca solubilidad lo que le permite escapar del Scrubber como parte de los gases de escape. Debido a esto, un Scrubber no es la solución precisa para manejar este tipo de aplicación.

Existen técnicas para interferir con la reacción química mencionada arriba las cuales incluyen la utilización de químicos de oxidación-reducción o el empaque catalítico de fase húmeda.

En todo caso, el uso de estas técnicas especiales hacen  el Scrubber puede ser aplicable pero a largo plazo, debido al uso de químicos tendría un costo de operación alto. Adicionalmente cuando la temperatura del gas es alta, la relación costo-beneficio de un Scrubber es poco efectiva. En general, en condiciones de operación que envuelvan gases de entrada con altas temperaturas o bajas concentraciones limitan la aplicación de la tecnología del Scrubber y definitivamente favorecen la tecnología del RCS.