Intensificación del proceso de absorción de dióxido de azufre mediante contacto no dispersivo y líquidos iónicos

Abstract

RESUMEN: La intensificación de procesos consiste en el desarrollo de equipos y técnicas innovadoras que ofrecen mejoras sustanciales en el proceso, principalmente mediante la disminución del volumen del equipo, consumo de energía o generación de residuos, dando lugar a tecnologías más baratas, seguras y sostenibles. Esta tesis enfatiza la intensificación de procesos como estrategia en la recuperación de dióxido de azufre mediante el empleo de la tecnología de membranas y de líquidos iónicos como absorbente con objeto de eliminar las pérdidas de disolvente. La intensificación del proceso se lleva a cabo en dos etapas: i) Sustitución del equipo convencional (e.g. scrubbers) por un sistema de membranas para eliminar el arrastre de gotas y, ii) Sustitución del disolvente de absorción (N,N-dimetilanilina) por líquidos iónicos para eliminar pérdidas de disolvente por su volatilización en la corriente de gas debido a su presión de vapor despreciable. La selección de un líquido iónico adecuado se basa en su afinidad hacia dióxido de azufre, baja viscosidad, bajo coste y baja ecotoxicidad. En resumen, esta tesis es el primer trabajo que combina el empleo de un contactor de membranas de fibra hueca con líquidos iónicos, contribuyendo al desarrollo de procedimientos innovadores para intensificar el proceso de absorción de dióxido de azufre.

ABSTRACT: Process intensification consists of the development of innovative devices and techniques that offer significant improvements in chemical manufacturing and processing, decreasing substantially equipment volume, energy consumption, or wastes, and ultimately leading to cheaper, safer and sustainable technologies. This thesis emphasizes the process intensification as the strategy to the recovery of sulfur dioxide, according to the material efficiency and environmental protection, by means of technology based on membranes and ionic liquids as absorption solvents in order to avoid solvent losses. Process intensification is performed in two steps: i) Substitution of conventional equipment (e.g. scrubbers) for a membrane device to avoid drops dragging and, ii) Substitution of the absorption solvent (N,N-dimethylaniline) for ionic liquids to avoid solvent losses due to volatilization of solvent into the gas stream because of their negligible vapor pressure. Selection of a suitable ionic liquid is based on its affinity towards sulfur dioxide, low viscosity, low cost and low ecotoxicity. Thus, this thesis is the first work that combines a hollow fibre membrane contactor and ionic liquids, contributing to the development of innovative procedures to intensify the sulfur dioxide absorption process.