Activación de carbones para aplicación en almacenamiento de gas natural vehicular (metano)

Abstract

Resumen: En búsqueda de tecnologías limpias que aporten al cuidado y mejoramiento del medio ambiente, en esta investigación se evaluó un método novedoso para sintetizar carbón activado en el cual se utilizó gases provenientes directamente de una combustión (los que generalmente son convertidos en desechos y dispuestos en la atmosfera) para ser usados como gases activantes de un carbón mineral colombiano, convirtiendo así estos gases en materia prima y además logrando reducir algunos de sus componentes como el CO2 durante el proceso de activación del carbón. El carbón activado con gases de combustión se caracterizó por adsorción de argón a 87K; los parámetros de caracterización como el área superficial, distribución de tamaño de poro y volumen total de poro y microporos obtenidos fueron comparados con un carbón activado usando CO2 puro, alcanzando áreas superficiales y volumen total de poro del orden de 804 m2/g y 0.38 cc/g respectivamente para el primer carbón activado y 1252 m2/g y 0.43 cc/g para el segundo. Ambos carbones activados fueron evaluados en la aplicación de almacenamiento de gas natural vehicular (metano) por adsorción a presiones moderadamente bajas de hasta 3.5 Bar y temperatura ambiente (298 K), arrojando capacidades de almacenamiento de metano con magnitudes de hasta 97 cc/g. Finalmente los resultados experimentales de adsorción de metano se correlacionaron con tres modelos teóricos: Langmuir, Langmuir - Freundlich y Toth; obteniendo la mejor aproximación a partir del modelo Toth con un volumen de la fase adsorbida de hasta 0.42 cc/g

Abstract: In looking for clean technologies which contribute to look after and improve environment, this research assessed a new method to synthesize activated carbon using flue gases from a combustion process (generally flue gases are wasted and exposed to atmosphere) like activating agent of a Colombian mineral coal. In this way, flue gases were used like feedstock in a new process and it was possible to reduce combustion gas components such as CO2 during coal activation process. The activated carbon with flue gases was characterized with argon adsorption to 87K. Characterization parameters such as specific surface area, pore size distribution, total pore volume and, micropore volume were compared with an activated carbon prepared with CO2 pure. The first one got surface area and total pore volume of 804 m2/g and 0.38 cc/g respectively and the second one got 1252 m2/g and 0.43 cc/g. Both activated carbons were evaluated in the application of vehicular natural gas storage (methane) by adsorptions at pressures up to 3.5 Bar and room temperature (298 K). These showed ability to storage methane with magnitudes up to 97 cc/g. Finally, experimental results of methane adsorption were correlated with three models: Langmuir, Langmuir-Freundlich and Toth. The last one model showed better approximation with adsorbed phase volume up to 0.42 cc/g