Carbonización de residuos forestales y preparación de pellets de carbón vegetal
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- Veronica Montoya Cabrera
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1 Carbonización de residuos forestales y preparación de pellets de carbón vegetal DR. NESTOR TANCREDI PROF. AGREGADO DE FISICOQUÍMICA FACULTAD DE QUÍMICA DETEMA-CÁTEDRA DE FISICOQUÍMICA POLO TECNOLÓGICO DE PANDO- ÁREA ENERGÍA UDELAR JORNADA DE BIOMASA FORESTAL INIA LAS BRUJAS-TACUAREMBÓ 18 DE ABRIL DE 2013 nestor@fq.edu.uy
2 carbón vegetal carbonización pirólisis: descomposición térmica en ausencia de oxígeno material vegetal: lignocelulósico Hemicelulosa Celulosa l Lignina
3 HEMICELULOSA
4 CELULOSA
5 LIGNINA LIGNINA
6 LIGNINA Pirólisis Gases: Incondensables :H2, CO, CO2 CH4 Material lignocelulósico Vapores: Condensables: H2O, Metanol, Acético,, Alquitranes Sólido: Carbón vegetal
7 carbón vegetal Usar residuos Recuperar volátiles Menor contenido de S yn que mineral Usos varios: barbacoa, combustible, metalurgia ( acero verde ), silicio, mejorador de suelos
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11 Residuos de industria forestal COSECHA 935 kton/año (2006) 10-15% de la madera producida % como nutrientes (hojas, corteza) ASERRADEROS 535 kton/año (2006) 40-60% de la madera producida % aserrín DNTEN, 2007 Faroppa,2010
12 Diagrama de flujo PDT Residuos de aserradero (Eucalyptus grandis), presecados Pirólisis (horno acero) Carbón vegetal Molienda y tamizado Aglomeración y Carbón Curado Pellet de compresión molido Pellet carbón carbón crudo Alquitrán Melaza Almidón Aglomerante
13 Horno instalado en el PTP
14 Materia prima: recortes
15 Horno
16 Parrilla
17 Ciclón
18 Temperaturas internas del horno T1 (ºC) T2 (ºC) ,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00 20,00 Tiempo (h) Ts 1 Tc 1 Ti 1 Ts 2 Tc 2 Ti 2 Gráficos de temperatura contra tiempo. Símbolos cerrados: experiencia 1, símbolos abiertos: experiencia i 2. Ts: temperatura en parte superior del horno, Tc temperatura en parte central,ti temperatura en parte inferior del horno En el eje principal de ordenadas se grafican las temperaturas de la primer experiencia, mientras que en el eje de coordenadas secundario se grafican las temperaturas correspondientes a la segunda experiencia
19 Temperaturas internas del horno Ensayos 6, 7 y Temperatura (ºC) tiempo (horas) Ensayo 6 Ensayo 7 (*) Ensayo 8
20 Rendimientos Ensayo Masa de Rendimien Rendimiento Madera sin madera (kg) to de carbón de condensables carbonizar (%, b.h.) (%,b.s.) (%,b.h.) ~ nd nd ~ ~ 0 Notas: En el ensayo 4 se recolectó cerca de 1 kg de alquitrán, el que se había acumulado en la trampa. A partir del ensayo 5 se obtuvieron entre 100 y 200 gramos de alquitrán en cada ensayo.
21 Propiedades de alquitrán y carbón
22 Análisis de materias primas y carbón Análisis inmediato (% en peso, base seca) Análisis Elemental (% en peso, base seca, libre cenizas) Muestra Humedad Cenizas Volátiles Carbono fijo C H N O a Residuo de madera Carbón Alquitrán de madera Melaza Almidón
23 Propiedades de materias primas y carbón Muestras Residuo de madera Poder calorífico inferior, base seca ( MJ kg -1 ) Densidad aparente (g cm -3 ) Densidad global (g cm -3 ) Aserrín íd Carbón Carbón en polvo íd Alquitrán de madera Melaza Almidón
24 Preparación de briqueta de carbón
25 Preparación de pellets de carbón
26 Análisis de pellets de carbón Análisis inmediato Análisis Elemental (% en peso, base seca) (% en peso, base seca, libre cenizas) Muestra Humedad Cenizas Volátiles Carbono fijo Pellet aglomerado con alquitrán Pellet aglomerado con melaza Pellet aglomerado con almidón C H N O a
27 Propiedades de pellets de carbón Muestras Poder calorífico Densidad d Densidad d inferior, base seca aparente (g cm -3 ) global (g cm -3 ) ( MJ kg -1 ) Pellet aglomerado con alquitrán Pellet aglomerado con melaza Pellet aglomerado con almidón
28 Densidad energética Muestra Densidad Energética DE*, (kj/m 3 ) Densidad Energética al empaquetar** DEE, (kj/ m 3 ) Residuo de madera Aserrín 5.3 Carbón Carbón en polvo 6.4 Pellet a. alquitrán Pellet a. melaza Pellet a. almidón *pci x densidad aparente pci x densidad aparente ** pci x densidad global
29 Conclusiones Varios parametros influyen en desempeño del horno Rendimiento del orden 30% Recuperacion alquitranes Pellets aumentan la densificacion energetica Madera=Carbon<aserrin< pellet almidon<carbon en polvo<pellet melaza<pellet alquitran Trabajos futuros Optimizacion
30 GRACIAS! Alejandro Amaya Andrés Cuña Juan Pablo Luizzi Nestor Tancredi Mariana Corengia Mariana Corengia Andrés Sarachik Jorge De Vivo
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