Evaluación de la captura de CO₂ mediante adsorción-desorción en presencia de vapor de agua utilizando resinas de intercambio iónico Público Deposited
En este trabajo se investigó la captura y liberación de dióxido de carbono (CO2) utilizando tres resinas de intercambio iónico: Lewatit VP OC1065, Purolite A110 y Amberlite IRA-96, con el objetivo de evaluar su desempeño en condiciones dinámicas y desarrollar y aplicar un modelo matemático original que describe el proceso de adsorción con mayor precisión que los enfoques convencionales reportados en la literatura. Se obtuvieron curvas de ruptura experimentales tanto para CO2 como para vapor de agua (H2O). La capacidad máxima de adsorción de CO2 fue de 1.91 mol/Kg para Lewatit VP OC1065, 0.69 mol/Kg para Purolite A110 y 0.30 mol/Kg para Amberlite IRA-96, mientras que para H2O se registraron 2.14, 1.10 y 1.14 mol/Kg, respectivamente. Las curvas de ruptura de CO2 fueron ajustadas mediante un modelo propuesto de flujo pistón con dispersión axial, el cual se resolvió mediante un sistema de tres ecuaciones diferenciales parciales. La implementación numérica del modelo permitió también simular el perfil de concentración a lo largo de la columna en distintos tiempos, lo que ofreció una herramienta poderosa para visualizar el avance del frente de adsorción y validar el comportamiento transitorio del sistema. El ajuste de las curvas de capacidad de adsorción mostró una cinética de adsorción de pseudo segundo orden para el CO2 y para el H2O. Además, las isotermas de adsorción para ambos compuestos, fueron definidas por la isoterma de Freundlich. Durante la etapa de desorción, el comportamiento del sistema fue descrito utilizando el modelo de Polanyi-Wigner, a partir del cual se estimaron energías de activación de 50 kJ/mol y factores de frecuencia del orden de 105 s⁻¹. El análisis por espectroscopía FTIR reveló la formación de especies químicas adsorbidas, como bicarbonato, confirmando la interacción del CO2 con grupos funcionales presentes en las resinas. En conjunto, este estudio no solo aporta datos experimentales relevantes sobre el comportamiento de nuevas resinas adsorbentes, sino que introduce una metodología de modelado avanzada, y no reportada previamente, que permite predecir el comportamiento de la columna con gran detalle, constituyendo un aporte original y significativo al diseño de procesos de captura de CO2.
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2026-03-27 | Público |
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