Simulación del proceso de pirólisis del policloruro de vinilo (PVC) como alternativa para la producción de hidrógeno
En la actualidad, la generación y acumulación constante de desechos sólidos de plástico compuestos por Policloruro de Vinilo (PVC), plantea desafíos ambientales debido a la falta de un enfoque para evaluar los residuos urbanos. El uso de técnicas como el reciclaje mecánico y el reciclaje termoquímic...
- Autores:
-
Negrete Martínez, Jesús David
Rivera Osorio, Darien de Jesús
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad de San Buenaventura
- Repositorio:
- Repositorio USB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:bibliotecadigital.usb.edu.co:10819/22378
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10819/22378
- Palabra clave:
- 660 - Ingeniería química
Tesis - ingeniería química
Policloruro de vinilo (PVC)
Residuos plásticos
Pirólisis
Producción de hidrógeno
PVC
Hidrógeno
Pirólisis
Gasificación
Residuos plásticos
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En la actualidad, la generación y acumulación constante de desechos sólidos de plástico compuestos por Policloruro de Vinilo (PVC), plantea desafíos ambientales debido a la falta de un enfoque para evaluar los residuos urbanos. El uso de técnicas como el reciclaje mecánico y el reciclaje termoquímico permiten la recuperación de energía y la utilización eficiente de los recursos plásticos, como una de las alternativas para hacer frente a este problema. El objetivo principal de este proyecto es proporcionar herramientas para evaluar la capacidad y el rendimiento de los procesos de pirólisis y gasificación aplicados al PVC para obtener hidrógeno. Se utilizó el software de simulación Aspen Plus® para establecer condiciones como una presión de 1 atmósfera y una temperatura superior a los 300°C para la pirólisis y una presión de 5 atmósferas y una temperatura de 1000°C para el proceso de gasificación. Los resultados obtenidos muestran un flujo total de 1008 kg/h de una mezcla gaseosa compuesta por hidrógeno, ácido clorhídrico (HCl), cloro (Cl2) y oxígeno (O2), con una corriente específica de hidrógeno alcanzando los 379 kilogramos por hora, acompañada de una proporción limitada de cloro (Cl2). Se identificaron interacciones significativas entre las variables predefinidas, y el análisis de sensibilidad destacó el impacto significativo de estas interacciones en la producción de hidrógeno a partir de PVC. La conclusión señala que el modelo establecido proporciona una simulación en estado estable, pero sugiere que para futuros trabajos sería beneficioso desarrollar una simulación dinámica para dar continuidad al estudio. Esto permitiría explorar aún más las interacciones entre las variables y optimizar los procesos de pirólisis y gasificación para la producción de hidrógeno, teniendo en cuenta la importancia de la producción de cloro (Cl2) a lo largo de todo el proceso. Este enfoque dinámico podría proporcionar una mejor comprensión y control de los procesos, contribuyendo así al avance en el área de energía y gestión de residuos plásticos. |
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J. D. Negrete y D. de J. Rivera Osorio. “Simulación del proceso de pirólisis del policloruro de vinilo (PVC) como alternativa para la producción de hidrógeno”, [Trabajo de grado de Ingeniería Química]. Universidad de San Buenaventura Cartagena (Bolívar), 2024. |
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S. Kaza, L. Yao, P. Bhada y F. Van Woerden, «What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050,» World Ban, 2023. [En línea]. Available: https://openknowledge.worldbank.org/entities/publication/d3f9d45e-115f-559b-b14f-28552410e90a. R. Miandad, M. Barakat, A. Aburiazaiza, M. Rehan, I. Ismail y A. Nizami, «Effect of plastic waste types on pyrolysis liquid oil,» International Biodeterioration & Biodegradation, vol. 119, pp. 239-252, 2017. H. Ritchie, V. Samborska y M. Roser, «Plastic Pollution,» Our World in Data, 2022. [En línea]. Available: https://ourworldindata.org/plastic-pollution. N. Patni, P. Shah, S. Agarwal y P. Singhal, «Alternate Strategies for Conversion of Waste Plastic to Fuels,» ISRN Renew. Energy, vol. 2013, pp. 1-7, 2013. F. André, L. Castro y E. Cerdá, «Las energías renovables en el ámbito internacional,» Cuadernos económicos de ICE, nº 86, pp. 11-36, 2012. A. Morales, M. Pérez, J. Pérez y S. 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El objetivo principal de este proyecto es proporcionar herramientas para evaluar la capacidad y el rendimiento de los procesos de pirólisis y gasificación aplicados al PVC para obtener hidrógeno. Se utilizó el software de simulación Aspen Plus® para establecer condiciones como una presión de 1 atmósfera y una temperatura superior a los 300°C para la pirólisis y una presión de 5 atmósferas y una temperatura de 1000°C para el proceso de gasificación. Los resultados obtenidos muestran un flujo total de 1008 kg/h de una mezcla gaseosa compuesta por hidrógeno, ácido clorhídrico (HCl), cloro (Cl2) y oxígeno (O2), con una corriente específica de hidrógeno alcanzando los 379 kilogramos por hora, acompañada de una proporción limitada de cloro (Cl2). Se identificaron interacciones significativas entre las variables predefinidas, y el análisis de sensibilidad destacó el impacto significativo de estas interacciones en la producción de hidrógeno a partir de PVC. La conclusión señala que el modelo establecido proporciona una simulación en estado estable, pero sugiere que para futuros trabajos sería beneficioso desarrollar una simulación dinámica para dar continuidad al estudio. Esto permitiría explorar aún más las interacciones entre las variables y optimizar los procesos de pirólisis y gasificación para la producción de hidrógeno, teniendo en cuenta la importancia de la producción de cloro (Cl2) a lo largo de todo el proceso. Este enfoque dinámico podría proporcionar una mejor comprensión y control de los procesos, contribuyendo así al avance en el área de energía y gestión de residuos plásticos.Currently, the generation and constant accumulation of Polyvinyl Chloride (PVC) solid plastic waste, poses environmental challenges due to the lack of an approach to the disposal of urban wastes. The use of techniques such as mechanical recycling, composting and thermochemical recycling enable the energy recovery and the efficient utilization of plastic resources in order to address this problem. The main objective of this project is to provide tools to evaluate the capacity and performance of pyrolysis and gasification processes applied to PVC to obtain hydrogen. Aspen Plus® simulation software was used to set conditions such as a pressure of 1 atmosphere and a temperature above 300°C for pyrolysis and a pressure of 5 atmospheres and a temperature of 1000°C for the gasification process. The application of thermodynamic and kinetic models yielded a total flow of 1008 kg/h in a gaseous mixture composed of hydrogen, hydrochloric acid (HCl), chlorine (Cl2) and oxygen. This flux led to the generation of a specific stream of hydrogen, reaching 379 kilograms per hour, accompanied by a limited proportion of chlorine (Cl2). A noteworthy finding was the identification of significant interactions between the predefined variables, which exerts a considerable influence on variations in hydrogen production from PVC. Therefore, it is necessary to consider the amounts of chlorine (Cl2) generated during the process as a critical factor in all phases of the investigationPregradoIngeniero QuímicoProcesosSimulacion de procesos81 páginasapplication/pdfJ. D. Negrete y D. de J. Rivera Osorio. “Simulación del proceso de pirólisis del policloruro de vinilo (PVC) como alternativa para la producción de hidrógeno”, [Trabajo de grado de Ingeniería Química]. Universidad de San Buenaventura Cartagena (Bolívar), 2024.https://hdl.handle.net/10819/22378spaUniversidad de San Buenaventura - CartagenaCartagenaFacultad de IngenieríasCartagenaIngeniería QuímicaS. Kaza, L. Yao, P. Bhada y F. Van Woerden, «What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050,» World Ban, 2023. [En línea]. 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