Modelado y simulación del proceso de pirolisis rápida de biomasa en un reactor de lecho fluidizado

Abstract

Resumen: En este trabajo se desarrolló un modelo matemático de base fenomenológica para el proceso de pirólisis rápida de biomasa en lecho fluidizado burbujeante. El modelo fue desarrollado en estado transitorio, es unidimensional y está basado en la teoría de las dos fases. Se empleó un mecanismo de reacción semi-global en dos etapas considerando la formación primaria de productos y las reacciones secundarias de los vapores. Además, se plantearon balances de población para la distribución de densidad/temperatura de las partículas y para la distribución de tamaño de las burbujas. El modelo puede predecir la temperatura de las fases, la distribución y rendimiento de los productos, la tasa de calentamiento de las partículas y el tiempo de residencia de los gases. Finalmente, se planteó un algoritmo de solución del modelo el cual se programó en MATLAB 7.0 encontrando un buen ajuste entre los resultados de las simulaciones y los datos experimentales.

Abstract: In this thesis a mathematical model for the process of fast pyrolysis of biomass in bubbling fluidized bed was developed. The model was developed in transient state, one-dimensional and is based on the theory of the two phases. A semi-global kinetic model in two stages was used considering the formation of primary products and secondary reactions of vapors. In addition, population balances for the distribution of density / temperature of the particles and the size distribution of the bubbles are raised. The model can predict the temperature of the phases, the distribution of the products, the heating rate of particles and the residence time of gases. Finally, a solution algorithm was developed and programmed in MATLAB 7.0 finding a good fit between simulation results and experimental data.