Análisis computacional de las etapas físico-químicas de los procesos de oxidación en un catalizador de oxidación diésel AUTOR: Francisco Sánchez Moreno TUTOR: Dr. Pedro Piqueras Cabrera DIRECTOR EXPERIMENTAL: Enrique José Sanchis Pacheco

Francisco Sánchez Moreno - TFG ÍNDICE 1. Motivación 2. Objetivos y metodología 3. Calibración del modelo 4. Estudios de sensibilidad 4.1. Difusión interna 4.2. Mecanismos de reacción de hidrocarburos 5. Conclusiones 6. Presupuesto Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG ÍNDICE 1. Motivación 2. Objetivos y metodología 3. Calibración del modelo 4. Estudios de sensibilidad 4.1. Difusión interna 4.2. Mecanismos de reacción de hidrocarburos 5. Conclusiones 6. Presupuesto Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG 1. Motivación Emisiones contaminantes: Mayor causa de morbilidad mediambiental. Normativas anticontaminates Unión Europea: Euro 6 Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG 1. Motivación SOLUCIÓN DOC Sistemas de post-tratamiento Catalizador de oxidación diésel (DOC) Monolito cerámico atravesado por canales. Acumulación y oxidación de hidrocarburos Oxidación de monóxido de carbono. Influye sobre la composición de los NOx. Francisco Sánchez Moreno - TFG

1. Motivación Software VEMOD (Virtual Engine Model) Submodelo de pérdida de presión Submodelo de transmisión de calor Submodelo de reactividad Modelo de DOC Distribución del hollín Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG ÍNDICE 1. Motivación 2. Objetivos y metodología 3. Calibración del modelo 4. Estudios de sensibilidad 4.1. Difusión interna 4.2. Mecanismos de reacción de hidrocarburos 5. Conclusiones 6. Presupuesto Francisco Sánchez Moreno - TFG

2. Objetivos y metodología Simplificación y reducción del coste computacional del modelo de DOC. Mayor flexibilidad. Zona 2 Zona 1 - Comparativa de tres modelos de reacción de hidrocarburos crecientes en grado de precisión y coste computacional. Zona 2 - Sustitución de la ecuación CO62 por la ecuación de Fuller para el cálculo de la difusividad molecular. Zona 1 CO62 Fuller Francisco Sánchez Moreno - TFG

2. Objetivos y metodología Modelo computacional del DOC Ensayos experimentales Calibración del modelo Análisis de sensibilidad Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG ÍNDICE 1. Motivación 2. Objetivos y metodología 3. Calibración del modelo 4. Estudios de sensibilidad 4.1. Difusión interna 4.2. Mecanismos de reacción de hidrocarburos 5. Conclusiones 6. Presupuesto Francisco Sánchez Moreno - TFG

3. Calibración del modelo Transferencia de calor y reactividad Pérdida de presión Ensayos estacionarios a baja carga Ciclo WLTC Ensayos de arrastre Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG ÍNDICE 1. Motivación 2. Objetivos y metodología 3. Calibración del modelo 4. Estudios de sensibilidad 4.1. Difusión interna 4.2. Mecanismos de reacción de hidrocarburos 5. Conclusiones 6. Presupuesto Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG 4.1. Difusión interna Difusividad molecular Difusividad de Knudsen 𝐷 𝑒𝑓 = ε τ · 1 𝐷 𝑚 + 1 𝐷 𝐾 −1 Difusividad efectiva C10H22 CO Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG 4.1. Difusión interna Difusividad molecular: CO62 vs Fuller O2 N2 CO2 H2O C10H22 CO Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG 4.1. Difusión interna Difusividad molecular: CO62 vs Fuller O2 [%] N2 [%] CO2 [%] H2O [%] 0,09 0,71 0,13 0,07 Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG ÍNDICE 1. Motivación 2. Objetivos y metodología 3. Calibración del modelo 4. Estudios de sensibilidad 4.1. Difusión interna 4.2. Mecanismos de reacción de hidrocarburos 5. Conclusiones 6. Presupuesto Francisco Sánchez Moreno - TFG

4.2. Mecanismos de reacción de hidrocarburos Escalones de temperatura Tres modelos: Cinética 1 paso: Competitividad entre oxidación y acumulación Cinética 2 pasos: Sin competitividad, acumulación bajo control cinético Equilibrio ads./des.: Sin competitividad, acumulación bajo control termodinámico Estudios: Escalones de temperatura Ciclo WLTC Ciclo WLTC Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG ÍNDICE 1. Motivación 2. Objetivos y metodología 3. Calibración del modelo 4. Estudios de sensibilidad 4.1. Difusión interna 4.2. Mecanismos de reacción de hidrocarburos 5. Conclusiones 6. Presupuesto Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG 5. Conclusiones Difusión Interna Influencia del PM en la difusividad efectiva. Tamaño de poro ↑ Sustitución de la ecuación CO62 por Fuller. PM↑ Dif. Molecular ↑ Dif. Knudsen ↑ Dif. Efectiva ↑ Si PM ↑: Dif. Efectiva ↑ Reactividad de hidrocarburos Equilibrio ads./des. Cinética en 1 y 2 pasos Sobrestima adsorción a temperaturas bajas. Con solo acumulación (Tª ↓) comportamiento muy similar. Con acumulación + oxidación aparecen diferencias. Eficiencia: comportamiento muy similar. Francisco Sánchez Moreno - TFG

Francisco Sánchez Moreno - TFG ÍNDICE 1. Motivación 2. Objetivos y metodología 3. Calibración del modelo 4. Estudios de sensibilidad 4.1. Difusión interna 4.2. Mecanismos de reacción de hidrocarburos 5. Conclusiones 6. Presupuesto Francisco Sánchez Moreno - TFG

6. Presupuesto Concepto Detalle Coste [€] 21% I.V.A. [€] Importe [€] Ensayos experimentales Personal 1028,72 216,03 1244,75 Instalaciones 65,51 13,76 79,27 Subtotal 1324,02 Concepto Detalle Coste [€] 21% I.V.A. [€] Importe [€] Procesado de datos y análisis realizados Personal 12723,70 2671,98 15395,68 Software y equipos 247,50 51,97 299,47 Subtotal 15695,15 Presupuesto total 17019,17 € Francisco Sánchez Moreno - TFG

Gracias por su atención FIN Gracias por su atención