Cinética de gasificación de celulosa a partir de biomasa en agua supercrítica
DOI:
https://doi.org/10.53591/easi.v3i2.1051Palabras clave:
Biomasa, Celulosa, SCWG, Cinética, Orden de reacciónResumen
En este estudio se ejecutó la gasificación de celulosa en agua a temperatura supercrítica (SCWG) usando un reactor PFR. Se valoraron tres temperaturas de reacción: 372 °C, 374 °C y 376 °C durante 15 minutos. Los productos se analizaron mediante gravimetría, cromatografía líquida HPLC y cromatografía de gases, permitiendo la determinación de los parámetros cinéticos. Los principales productos fueron hidrógeno, con alto potencial energético, y ácido láctico, de alto valor agregado. Los resultados mostraron que, al aumentar la temperatura de subcrítica a supercrítica, se incrementó la producción de hidrógeno y ácido láctico, alcanzando su máxima concentración a 376 °C y 3300 psi. La determinación de los parámetros cinéticos, utilizando ecuaciones cinéticas integradas, reveló que la reacción de SCWG sigue una cinética de primer orden bajo las condiciones evaluadas. Las constantes cinéticas obtenidas para cada temperatura fueron: k1 = 0.01386 min^(-1), k2 = 0.01538 min^(-1) y k3 = 0.01529 min^(-1). Este estudio avanza en el entendimiento de la gasificación supercrítica, ofreciendo una alternativa para convertir residuos en productos valiosos.
Citas
Álvarez Alonso, L. (2021). Gasificación de Aceites con Agua en Estado Supercrítico. PhD dissertation, Universidad de Oviedo/Spain. http://hdl.handle.net/10651/61462
Basu, P. (2010). Biomass Gasification and Pyrolysis. Burlington: Elsevier. ISBN 9780123749888.
Brijaldo MH, Castillo C, Pérez G. (2021). Principales Rutas en la Producción de Hidrógeno. Ingeniería y Competitividad, 23(2), e30211155. https://doi.org/10.25100/iyc.v23i2.11155.
Castiblanco, O. y Cárdenas, D.J. (2020). Producción de Hidrógeno y su Perspectiva en Colombia: una revisión. Gestión y Ambiente, 23(2), 299-31. DOI 10.15446/ga.v23n2.86466.
Chen, J., Liang, J., Xu, Z., & E, J. (2020). Assessment of supercritical water gasification process for combustible gas production from thermodynamic, environmental and techno-economic perspectives: A review. Energy Conversion And Management, 226, 113497. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2020.113497.
Chico Proaño, S. N. (2023). Estudio cinético y modelado de la gasificación de biomasa residual proveniente del cultivo de banano en agua supercrítica. Bs. dissertation, Universidad Central de Ecuador/Ecuador. https://www.dspace.uce.edu.ec/server/api/core/bitstreams/544a75aa-7938-4369-95da-536c8bc07e8c/content
Kaza, S., Yao, L.C., Bhada-Tata, P. y Van Woerden, F. (2018). What a Waste 2.0: A Global Snapshot of Solid Waste Management to 2050. Washington, DC: World Bank. http://hdl.handle.net/10986/30317
Li, H., Hu, Y., Wang, H., Han, X., El-Sayed, H., Zeng, Y., & Xu, C. C. (2022). Supercritical water gasification of lignocellulosic biomass: Development of a general kinetic model for prediction of gas yield. Chemical Engineering Journal, 433, 133618. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.133618.
Mondragón, F. (2021). Ciclos del dióxido de carbono en la formación y utilización de combustibles fósiles y su efecto en el cambio climático. Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas Físicas y Naturales. https://doi.org/10.18257/raccefyn.1364.
Okolie, J.A., 2021. Supercritical Water Gasification of Lignocellulosic Biomass Materials for Hydrogen Production. Ph.D. dissertation, University of Saskatchewan, Saskatoon /Canada. https://harvest.usask.ca/server/api/core/bitstreams/ef547e9a-c7f4-4226-b97e-a189de9b11f3/content
Özdenkçi, K., Prestipino, M., Björklund-Sänkiaho, M., Galvagno, A., & De Blasio, C. (2020). Alternative energy valorization routes of black liquor by stepwise supercritical water gasification: Effect of process parameters on hydrogen yield and energy efficiency. Renewable And Sustainable Energy Reviews, 134, 110146. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.110146.
Reddy, S. N., Nanda, S., Dalai, A. K., & Kozinski, J. A. (2014). Supercritical water gasification of biomass for hydrogen production. International Journal Of Hydrogen Energy, 39(13), 6912-6926. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.02.125.
Serrano, J., Mejía, W., Ortiz, J., Sánchez, A. & Zalamea, S., 2017. Determination of the Potential Electric Generation from Biomass in Ecuador. Revista de la Facultad de Ciencias Químicas, 17, 41-61. https://dspace.ucuenca.edu.ec/bitstream/123456789/29791/1/4.%201592-4835-1-PB.pdf.
Shah, S., & Venkatramanan, V. (2019). Advances in Microbial Technology for Upscaling Sustainable Biofuel Production. En Elsevier eBooks (pp. 69-76). https://doi.org/10.1016/b978-0-444-63504-4.00005-0.
Uribe, D.D., 2022. Análisis técnico-económico de una central térmica de cogeneración a partir de la gasificación de biomasa residual producida en la nueva zona norte de la ciudad de Medellín. Bs. dissertation, Universidad de Antioquia, Antoquia/Colombia. https://hdl.handle.net/10495/26243
Yakaboylu, O., Harinck, J., Smit, K., & De Jong, W. (2015). Supercritical Water Gasification of Biomass: A Literature and Technology Overview. Energies, 8(2), 859-894. https://doi.org/10.3390/en8020859.
Yong, T. L., & Matsumura, Y. (2012). Reaction Kinetics of the Lignin Conversion in Supercritical Water. Industrial & Engineering Chemistry Research, 51(37), 11975-11988. https://doi.org/10.1021/ie300921d.
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