Modelamiento y simulación de la pirolisis de una partícula de lodo de aguas residuales en un lecho fluidizado

Resumen: Los lodos de aguas residuales o biosólidos son el remanente de los sistemas de tratamiento de aguas residuales de una ciudad o una comunidad en específico. Estos, si no se disponen de manera efectiva, representan un problema para la salud pública, dado que contienen una gran cantidad de patógenos y sustancias contaminantes. Una de las forma de disponer los biosólidos es a través del proceso de gasificación en lecho fluidizado. El proceso de gasificación, es algo complejo y consta básicamente de cuatro etapas: secado, pirolisis, gasificación y combustión. En aras de comprender mejor este proceso, se propone un modelo fisicoquímico para una partícula de biosólido aislada en un reactor de lecho fluidizado. Del mismo modo, las cinéticas utilizadas aquí y que mejor describen la pirolisis de biosólidos son: las cinéticas en serie-paralelo del tipo global. Estas cinéticas, agrupan en un solo término, denominado componente, una gran cantidad de compuestos similares. Esta aproximación por componentes, reduce la complejidad del problema, ya que en todo el proceso existen en cada momento cinco componentes: materia orgánica, intermediario, gas, char y alquitrán. Además, para no especular con el tiempo de integración, se decide utilizar la herramienta CFD para conocer el tiempo que tarda una partícula en recorrer un lecho fluidizado. Así, el tiempo obtenido en el CFD se usa en el modelo. El modelo presenta buenas correlaciones con los resultados experimentales, no solo para el biosólido, sino, con pequeñas modificaciones da buenos resultados para el bagazo de caña. Por otra parte, El modelo, por sí solo, no da información acerca de las dinámicas intrínsecas. En este caso, se complementa con el desarrollo de los números adimensionales de secado (Dth), pirolisis (Py), gasificación (Ngas) y combustión (Ncomb). El número de pirolisis ya se propuso anteriormente, pero no se trabajó en la forma que aquí se hizo. De ahí, que el uso conjunto del modelo y de los número adimensionales, permiten conocer no solo la cantidad de cada componente producida, sino, cuáles son las etapas dominantes en cada instante del proceso y la importancia relativa de la transferencia de calor en el sistema

• Autores: Medina Muñoz, Juan Pablo
• Fecha de publicación: 2013
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/12123
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/12123; http://bdigital.unal.edu.co/9752/
• Palabra clave: 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering; Número de secado (Dτh); Número de pirólisis (Py); Número de gasificación (Ngas); Número de combustión (Ncomb); Componente; Lecho fluidizado; CFD; Dimensionless numbers; CFD; Pyrolysis; Gasification; Combustion
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