Modelado CFD Cinético de la Pirólisis de Residuos Forestales de la Norpatagonia en Unidades Fluidizadas
DOI:
https://doi.org/10.70567/mc.v42.ocsid8639Palabras clave:
Pirólisis rápida, lechos fluidizados, modelado cinético CFDResumen
En este trabajo se estudia la pirólisis rápida de biomasa lignocelulósica de residuos forestales de Bariloche (Argentina) mediante caracterización experimental y modelado CFD en ANSYS Fluent. Se determinaron la composición estructural y el análisis próximo para desarrollar un modelo multifluido cinético que considera la descomposición independiente de celulosa, hemicelulosa y lignina en tar, char y biogás, incluyendo la conversión secundaria de tar. El modelo, validado con datos de la literatura, mostró buena concordancia con las tendencias reportadas para lechos fluidizados. La metodología podría aplicarse al análisis y optimización de otros residuos biomásicos, así como a unidades experimentales de mayor escala.
Citas
Ali, S.A., Suboyin, A. and Haj, H.B., 2018. Unconventional and conventional oil production impacts on oil price-Lessons learnt with glance to the future. Journal of Global Economics, 6(1). https://doi.org/10.4172/2375-4389.1000286
Bridgwater, A., Czernik, S., Diebold, J., Meier, D., Oasmaa, A., Peacocke, C., Piskorz, J. and Radlein, D., 1999. Fast pyrolysis of biomass: a handbook. Newbury, UK: CPL Press. https://doi.org/10.1016/S1364-0321(99)00007-6
Gidaspow, D., 1994. Multiphase flow and fluidization: continuum and kinetic theory descriptions. Boston: Academic Press. ISBN: 9780122824708, 0122824709
Gunn, D.J., 1978. Transfer of heat or mass to particles in fixed and fluidised beds. International Journal of Heat and Mass Transfer, 21(4), pp.467-476. https://doi.org/10.1016/0017-9310(78)90080-7
Jenkins, J.T. and Savage, S.B., 1983. A theory for the rapid flow of identical, smooth, nearly elastic, spherical particles. Journal of Fluid Mechanics, 130, pp.187-202. https://doi.org/10.1017/S0022112083001044
Johnson, P.C. and Jackson, R., 1987. Frictional–collisional constitutive relations for granular materials, with application to plane shearing. Journal of Fluid Mechanics, 176, pp.67-93. https://doi.org/10.1017/S0022112087000570
Lira, C.S., Berruti, F.M., Palmisano, P., Berruti, F., Briens, C. and Pécora, A.A., 2013. Fast pyrolysis of Amazon tucumã (Astrocaryum aculeatum) seeds in a bubbling fluidized bed reactor. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 99, pp.23-31. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2012.11.005
Lun, C.K., Savage, S.B., Jeffrey, D.J. and Chepurniy, N., 1984. Kinetic theories for granular flow: inelastic particles in Couette flow and slightly inelastic particles in a general flowfield. Journal of Fluid Mechanics, 140, pp.223-256.
Misirlian, E., 2019. Análisis del complejo foresto industrial maderero en Argentina. Documentos de Economía Regional y Sectorial, (66). https://doi.org/10.1017/S0022112084000586
Montoya, J.I., Valdés, C., Chejne, F., Gómez, C.A., Blanco, A., Marrugo, G., Osorio, J., Castillo, J., Aristóbulo, J. and Acero, J., 2015. Bio-oil production from Colombian bagasse by fast pyrolysis in a fluidized bed: An experimental study. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 112, pp.379-387. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2014.11.007
Park, H.J., Dong, J.I., Jeon, J.K., Park, Y.K., Yoo, K.S., Kim, S.S., Kim, J. and Kim, S., 2008. Effects of the operating parameters on the production of bio-oil in the fast pyrolysis of Japanese larch. Chemical Engineering Journal, 143(1-3), pp.124-132. https://doi.org/10.1016/j.cej.2007.12.031
Sahay, S., 2022. Chapter 11: Lignin: value addition is key to profitable biomass biorefinery. In: Sahay, S., ed. Handbook of Biofuels. Cambridge, MA, USA: Academic Press, pp. 207– 232. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822810-4.00011-7
Schaeffer, D.G., 1987. Instability in the evolution equations describing incompressible granular flow. Journal of Differential Equations, 66(1), pp.19-50. https://doi.org/10.1016/0022-0396(87)90038-6
Srivastava, A. and Sundaresan, S., 2003. Analysis of a frictional–kinetic model for gas– particle flow. Powder Technology, 129(1-3), pp.72-85. https://doi.org/10.1016/S0032-5910(02)00132-8
Tardos, G.I., 1997. A fluid mechanistic approach to slow, frictional flow of powders. Powder Technology, 92(1), pp.61-74. https://doi.org/10.1016/S0032-5910(97)03218-X
Troiano, M., Ianzito, V., Solimene, R., Ganda, E.T. and Salatino, P., 2023. Modelling fast pyrolysis of biomass in a fluidized bed reactor. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 101(1), pp.110-120. https://doi.org/10.1002/cjce.24616
Xiong, Q., Kong, S.C. and Passalacqua, A., 2013. Development of a generalized numerical framework for simulating biomass fast pyrolysis in fluidized-bed reactors. Chemical Engineering Science, 99, pp.305-313. https://doi.org/10.1016/j.ces.2013.06.017
Xue, Q., Dalluge, D., Heindel, T.J., Fox, R.O. and Brown, R.C., 2012. Experimental validation and CFD modeling study of biomass fast pyrolysis in fluidized-bed reactors. Fuel, 97, pp.757-769. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2012.02.065
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