Recycling of Wastes and Thermal Energy Storage, Two Different Ways to Improve Our Environment

Abstract

Aquesta tesi és una contribució a generar una economia eficient en recursos i energia per mitjà de reccions químiques. En concret, la memòria presenta d’una banda, un procés ràpid i eficaç per a la recuperació de les sals de crom(III) i l'obtenció de biopolimers d'alt valor afegit dels residus cromats procedents de la indústria d’adoberia. El procés de descromació està basat en l'oxidació del crom(III) a crom(VI) utilitzant peròxid d’hidrogen en mitjà bàsic. A més, la mateixa reacció d'oxidació es va utilitzar per recuperar les sals de crom(IIII) dels efluents cromats. D’altra banda, les reaccions termoquímiques (processos d’adsorció química i les reaccions químiques sòlid-gas) obren una nova possibilitat per l’emmagatzematge tèrmic d’energia solar durant períodes llargs de temps en zones residencials. Aquest treball aporta una revisió sobre la investigació experimental de sistemes d’emmagatzematge tèrmic mitjançant materials termoquímics (TCM). A més, la memòria aporta el treball realitzat per a la caracterització experimental del MgSO4•7H2O, Al2(SO4)3•18H2O, CaCl2•2H2O and MgCl2•6H2O per la determinació de la seva aplicació com a TCM en un sistema estacional d’emmagatzematge tèrmic solar. Els resultats experimentals van indicar que els clorurs poden alliberar calor al sistema de calefacció residencial a temperatures més altes que els sulfats.

Esta tesis es una contribución a generar una economía eficiente en recursos y energía por medio de reacciones químicas. En particular esta memoria presenta por una parte, un proceso rápido y eficaz para la recuperación de las sales de cromo(III) y la obtención de biopolímeros de alto valor añadido de los residuos cromados provenientes de la industria del curtido. El proceso de descromación está basado en la oxidación del cromo(III) a cromo(VI) usando peróxido de hidrógeno en medio básico. Además, la misma reacción de oxidación se ha utilizado para la recuperación de las sales de cromo(III) de los efluentes cromados. Por otra parte, las reacciones termoquímicas (procesos de adsorción química y las reacciones químicas sólido-gas) abren una nueva posibilidad para el almacenamiento térmico de energía solar por periodos largos de tiempo en zonas residenciales. Este trabajo aporta una revisión sobre la investigación experimental de sistemas de almacenamiento térmico con materiales termoquímicos (TCM). Además, la memoria presenta el trabajo realizado en la caracterización experimental de MgSO4•7H2O, Al2(SO4)3•18H2O, CaCl2•2H2O and MgCl2•6H2O para la determinación de su aplicación como TCM en un sistema estacional de almacenamiento térmico de energía solar. Los resultados experimentales indicaron que los cloruros pueden liberar calor al sistema de calefacción residencial a temperaturas más altas que los sulfatos.

The current thesis is a contribution to create energy and resource efficient economy by means of chemical reactions. In particular, the thesis presents, on one hand, a quick and effective procedure for recovery of chromium (III) salts and isolation of high added value collagenic biopolymners from chromium(III) tanned solid wastes. The dechroming process is based on the oxidation of chromium(III) to chromium using hydrogen peroxide in alkaline medium. Additionally, the same oxidation reaction was used for recovery of chromium(III) salts from tannery effluents. On the other hand, thermochemical reactions (chemical adsorption processes and solid-gas chemicals reactions) open a new way for long-term solar heat storage in residential areas. The present work gives a review of the experimental research on thermal energy storage systems with thermochemical materials (TCM). Moreover, this work describes the experimental characterisation of MgSO4•7H2O, Al2(SO4)3•18H2O, CaCl2•2H2O and MgCl2•6H2O to determine is suitability for application in a seasonal solar heat storage system. Experimental results showed that the chlorides can deliver heat to the residential heating system at a higher temperature than the sulphates.