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Pirólisis de residuos verdes urbanos: modelización, simulación y análisis experimental

Fecha de publicación: 23 julio, 2015
Colección: Investigación | Categoría:

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La pirólisis es la conversión termoquímica de materia prima carbonosa en ausencia de oxígeno para producir biocombustible (biocombustible, biocarbón y gas sintético).

La producción de biocombustible a partir de residuos verdes municipales (municipal green waste, MGW) mediante el proceso de pirólisis ha atraído una atención considerable recientemente en el sector de las energías renovables porque puede reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y contribuir a la seguridad energética.

Este estudio analiza las propiedades de la materia prima MGW disponible en la ciudad de Rockhampton en el centro de Queensland, Australia, y presenta una investigación experimental de la producción de biocombustible a partir de ese MGW mediante el proceso de pirólisis utilizando un horno rotatorio sellado corto.

A partir del experimento se descubrió que aproximadamente el 19,97% de bioaceite, el 40,83% de biocarbón y el 29,77% de gas de síntesis pueden producirse a partir del MGW. Luego, se desarrolla un modelo de simulación de estado estable de cuatro etapas para la simulación del rendimiento del proceso de pirólisis utilizando el software Aspen Plus. En la primera etapa, se reduce el contenido de humedad de la alimentación de MGW. En la segunda etapa, el MGW se descompone según sus constituyentes elementales. En la tercera etapa, se separa el material condensado y, finalmente, se modelan las reacciones de pirólisis utilizando el enfoque de minimización de energía libre de Gibbs.

Los datos de análisis definitivos y próximos del MGW se utilizaron en la simulación de Aspen Plus como parámetros de entrada. El modelo está validado con datos medidos experimentalmente. Se encontró una buena concordancia entre la simulación y los resultados experimentales. Más específicamente, se encontró que la variación del modelado y las composiciones elementales experimentales del MGW fue del 7,3% para el carbono, 15,82% para el hidrógeno, 7,04% para el nitrógeno y 5,56% para el azufre.

El modelo validado se utiliza para optimizar la producción de biocombustible del MGW en función de variables operativas como la temperatura, el contenido de humedad, el tamaño de las partículas y la relación aire-combustible del calor del proceso. Los resultados del modelado y la optimización se presentan, analizan y discuten.

Título Original:

"Pyrolysis of Municipal Green Waste: A Modelling, Simulation and Experimental Analysis"

Autor/es:

Mohammed J. Kabir, Ashfaque Ahmed Chowdhury, Mohammad G. Rasul
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Tipo de Documento: En Web
Año de publicación: 2015
Idioma: Inglés
País/territorio: Australia
Accesos al recurso: 176