Evaluación del proceso de torrefacción de tusa y fibra de palma africana (Elaeis guineensis)

Abstract

Resumen español. El cultivo de palma africana en Colombia genera cerca de 1,5 millones ton/año de residuos sólidos. Estos residuos pueden aprovecharse para producción energética pero sus características en estado virgen no son optimas para este uso. Mediante tecnologías como la torrefacción es posible mejorar sus propiedades para su disposición en combustión o gasificación. Sin embargo, la información específica del proceso para la tusa y fibra es limitada. En el presente trabajo se evalúan los parámetros de operación (temperatura de torrefacción, tiempo de residencia y tasa de calentamiento) de la torrefacción de tusa y fibra de palma de aceite de variedades colombianas caracterizando el efecto en sus productos. La experimentación se realiza en los montajes termobalanza y retorta. La torrefacción se realiza entre 220 °C y 270 °C, 0 min y 60 min de tiempo de residencia y tasas de calentamiento de 5 K/min a 15 K/min. Los productos son caracterizados evaluando su composición elemental, próxima, estructural y poder calorífico. Se determinan los parámetros cinéticos de la torrefacción y se implementa un modelo numérico para simular la torrefacción en la retorta. Se concluye que es posible realizar torrefacción de tusa y de fibra generando un material torrefacto con un poder calorífico entre 21 MJ/kg y 24 MJ/kg. Se identifica como parámetro más influyente la temperatura de torrefacción.

Abstract: The oil palm crop is a growing market in Colombia that generates almost 1,5 million tons/year of solid waste. These wastes are usable for energy production but their properties are not optimal for this uses. With technologies like torrefaction is possible to upgrade some properties. Nevertheless, detailed information for the torrefaction of EFB and fiber is limited. The present document studies the torrefaction of EFB and Fiber and the effect of the process parameters (torrefaction temperature, residence time and heat rate) on the product’s properties. Experimentation is carried out in two set ups: thermobalance and retort. Torrefaction is performed between temperatures 220 °C and 270 °C, residence time from 0 min to 60 min and heat rate from 5 K/min to 15 K/min. Torrefaction products are characterized by ultimate, proximate and lignocellulosic analysis and heating value are determined. A reaction kinetic's model is performed and a numerical modeling is implemented for the simulation of the torrefaction in retort. Results indicates that torrefaction of EFB and Fiber is possible with a high heating value of the torrefied EFB and fiber between 21 MJ/kg and 24 MJ/kg. The most relevant parameter is found as the torrefaction temperature.