Cuantificación de los Impactos de la Peletización de Biomasa en la Pirólisis Rápida Utilizando un Reactor de...

Área de la Ciencia:

• Conversión termoquímica de biomasa; Producción de biocombustibles; Caracterización de materias primas de lignocelulosa.

Sus antecedentes:

• La estructura de poros y la densidad de las materias primas de lignocelulosa son críticas para el transporte intrapartícula durante la conversión termoquímica.
• La microestructura de la biomasa varía según la especie y las técnicas de preprocesamiento como la peletización, lo que afecta el comportamiento de la pirólisis.
• Los cambios morfológicos durante la pirólisis influyen en la estructura de los poros, los tiempos de conversión y la distribución de los productos.

Objetivo del estudio:

• Comparar de manera integral la pirólisis rápida de materias primas de pino puro frente a peletizado.
• Investigar el impacto de la peletización en los fenómenos de transporte a escala de partícula y el comportamiento de la conversión.
• Validar modelos a escala de partícula con datos experimentales e imágenes de tomografía computarizada de rayos X (XCT).

Principales métodos:

• Experimentos de pirólisis rápida de partícula única con pino puro y peletizado.
• Desarrollo de un modelo a escala de partícula que incorpora transporte de calor y masa anisotrópico y reacciones del mecanismo CRECK.
• Imágenes 3D utilizando tomografía computarizada de rayos X (XCT) para análisis microestructural cuantitativo.

Principales resultados:

• La peletización creó una materia prima de pino más densa y menos permeable, lo que condujo a una pirólisis más lenta y un mayor rendimiento de carbón en comparación con el pino puro.
• La conversión pirolítica aumentó la porosidad y la permeabilidad del carbón, al tiempo que disminuyó la tortuosidad y la anisotropía.
• El modelado de partículas demostró la importancia crítica del transporte dinámico y anisotrópico para una simulación precisa.

Conclusiones:

• La peletización altera significativamente el comportamiento de conversión de la biomasa durante la pirólisis rápida.
• Los atributos microestructurales, en particular la estructura de los poros y la anisotropía, deben incorporarse en los modelos computacionales para un diseño preciso del proceso de pirólisis.
• La comprensión de estos efectos microestructurales es esencial para optimizar la producción de biocombustibles y bioquímicos a partir de materias primas de lignocelulosa.