Análisis cinético de la descomposición térmica de biomasas aplicando un esquema de reacciones paralelas independientes

Abstract

Este artículo puede compartirse bajo la licencia CC BY-ND 4.0 y se referencia usando el siguiente formato: Y.J..Rueda-Ordóñez, K. Tannous, "Análisis cinético de la descomposición térmica de biomasas aplicando un esquema de reacciones paralelas independientes", UIS Ingenierías, vol. RESUMENEl objetivo de este trabajo fue el análisis cinético de la descomposición térmica de cuatro biomasas lignocelulosicas procedentes de Brasil: madera de caixeta (Tabebuia cassinoides Lam.), cascarilla de arroz (Oryza sativa L.), bagazo y residuo de corte de la caña de azúcar (Saccharum officinarum L.). Los experimentos de descomposición térmica fueron llevados a cabo en un analizador termogravimétrico, utilizando tasas de calentamiento de 10 °C/min. El análisis cinético de la descomposición térmica de las biomasas fue realizado aplicando un esquema de tres reacciones paralelas independientes. Los resultados mostraron que el modelo se ajustó muy bien a los datos experimentales, y las energías de activación estuvieron entre 118-130 kJ/kmol, 200-215 kJ/kmol, y 100-150 kJ/kmol, para las reacciones modeladas de la hemicelulosa, celulosa, y lignina, respectivamente. También, fueron determinadas correlaciones entre el logaritmo del factor pre-exponencial y la energía de activación para cada reacción evaluada, y probadas con cada una de las biomasas analizadas. Finalmente, fue concluido que las correlaciones obtenidas pueden ser utilizadas para la obtención de los parámetros cinéticos de la descomposición térmica de diversas biomasas, contribuyendo con el proceso de modelado a través de la reducción del tiempo que se invierte en el proceso iterativo.PALABRAS CLAVE: Pirólisis, Bagazo de caña, Combustión, Cinética de reacciones, Termogravimetría. ABSTRACTThe aim of this work was the kinetic analysis of the thermal decomposition of four Brazilian lignocellulosic biomasses: caixeta wood (Tabebuia cassinoides Lam.), rice husk (Oryza sativa L.), sugarcane bagasse and straw (Saccharum officinarum L.). The thermal decomposition experiments were carried out in a thermogravimetric analyzer using a heating rate of 10 °C/min. The kinetic analysis of the biomass thermal decomposition was carried out applying a scheme of three independent parallel reactions. The results showed that the model was in agreement with the experimental data, and the activation energies obtained were between 118-130 kJ/kmol, 200-215 kJ/kmol, and 100-150 kJ/kmol, for hemicelulose, cellulose and lignin modeled reactions, respectively. Also, were determined linear correlations between the logarithm of the pre-exponential factor and activation energy for each reaction evaluated, and tested in the biomasses analyzed. Finally, it was concluded that the correlations obtained could be used for the determination of the kinetic parameters of the thermal decomposition of several biomasses, contributing to the modeling process by reducing the time invested in the iteration process.

Effect of autohydrolysis on hemicellulose extraction and pyrolytic hydrogen production from Eucalyptus urograndis

“…Briefly, the samples with intermediate-high hemicellulose extraction (75.1% (0,0) and 91.0% (+ 1,+ 1)) have the lowest E a (179 to 186 KJ mol −1 and 182 to 185 KJ mol −1 respectively) and also a high amount of H 2 obtained (5.69% v/v and 5.35% v/v respectively). The slight variations in E a found for the samples studied may be due to a complementary effect between the loss of E a hemicelluloses [53][54][55] and lignin [53,56,57]. Fig.…”

Análisis de un generador de HHO de celda seca para su aplicación en motores de combustión interna

“…Se implementó un sistema de HHO en un motor de 110 cm 3 . Se registró el consumo de combustible en la motocicleta variando respecto a las RPM, considerando la utilización o no de gas HHO en la mezcla de la combustión.…”

“…Hoy en día, uno de los principales retos de la ingeniería es reducir el consumo de combustibles para lograr, entre otras cosas, menores índices de emisiones de gases contaminantes provocados por los motores de combustión interna y utilizar fuentes renovables de energía [1]- [3]. La utilización de combustibles fósiles para la obtención de energía se ha traducido en un problema medioambiental que ha escalado rápidamente en todo el mundo.…”

“…En este trabajo se estudia la influencia de la adición de gas HHO en la mezcla de combustión de un motor de motocicleta de 110 cm 3 . En primer lugar, se presentan las generalidades de los motores de combustión interna y las características de las emisiones contaminantes.…”

Ensamble de estructuras a nivel mesoscópico: formación de trímeros no-simétricos

“…Por otra parte, el estudio y análisis de la termodinámica y la cinética del ensamble y desensamble (o descomposición) de polímeros lineales [11] y algunos polímeros sencillos de importancia económica, como el ácido poliláctico [13], biomasa lignocelulosicas [14] y las parafinas [15], podrían llevarse a cabo para estudiar estas estructuras fuera del equilibrio termodinámico. Sin embargo, aunque en el caso de polímeros lineales el presente método ha otorgado muy buenos resultados [11], deben de construirse los potenciales energéticos para cada tipo de polímero en medios no ideales.…”