Análisis Termogravimétrico de la Pirólisis de Biosólidos de la Planta de Tratamiento de Agua Residual El Salitre

Abstract

En la presente tesis se exponen y discuten los resultados de una investigación en la que se emplean biosólidos de la planta de tratamiento de agua residual El Salitre como materia prima. El estudio comprende la caracterización fisicoquímica y del comportamiento durante la pirólisis de biosólidos a escala laboratorio. La caracterización fisicoquímica incluye análisis próximo, análisis elemental, poder calorífico y un estudio de la composición química de los biosólidos mediante Espectroscopia de Absorción Atómica. Adicionalmente los biosólidos y sus cenizas se analizaron mediante Difracción de Rayos X y Fluorescencia de Rayos X. La pirólisis de biosólidos se estudio en dos sistemas diferentes: el primer sistema basado en la norma ISO 647 permitió determinar las fracciones de cada uno de los productos (sólido, líquido y gas), caracterizarlos y realizar un balance de masa y de energía del proceso. Posteriormente se hizo un estudio de la pirólisis mediante termogravimetría considerando la variación del diámetro de partícula, la cantidad de material y la tasa de calentamiento. Considerando los experimentos de variación de la tasa de calentamiento se pudo realizar un estudio cinético y establecer una cinética formal de reacción.

Abstract. This document contains the results and the analysis of a research made with sewage sludge of the waste water treatment plant called El Salitre. The physicochemical characterization of the sewage sludge and its behavior throw the pyrolisis in a laboratory scale is studied. Moreover proximal analysis, thermal analysis, calorific value and an Atomic Absorption Spectroscopy were made for the sewage sludge, also the sewage sludge and its ashes were analysed by X-Ray Diffraction analysis and X-Ray Fluorescence analysis. The pyrolysis experiments were done in two different devices. First, pyrolysis was done according to the International Standard ISO 647 Brown coals and lignites determination of the yields of tar, water, gas and coke residue by low temperature distillation. The product fractions were determined and characterized, in addition an mass balance and an energy balance were done. The second part of this study was the pyrolysis in a thermobalance. Essays were performed with variation of the particle diameter, the material quantity and the heating rate. Taking in account the essays of the variation of the heating rate a kinetic study was done and a formal kinetic for the sewage sludge was determinated.