Estudio de la influencia de la temperatura en la pirólisis en reactor de lecho fluidizado de biosólidos generados en la PTAR El Salitre

Abstract

La producción de biosólidos en las plantas de tratamiento genera problemas de contaminación ambiental y salud pública. La ciudad de Bogotá D.C. busca desarrollar una estrategia de valorización de biosólidos ante el constante incremento en la producción de los mismos. En el presente trabajo se realiza un estudio de la pirólisis de biosólidos producidos en la PTAR El Salitre usando la tecnología de lecho fluidizado con el fin de establecer la influencia de la temperatura en el proceso.

Inicialmente se realiza la puesta a punto del equipo experimental que incluyó el acople de sistemas de calentamiento y aislamiento térmico para diferentes componentes de la instalación, la instalación de un sistema de condensación de alquitranes y la adecuación de un punto para toma de muestra de gases. Posteriormente se realizó un análisis fluidodinámico que permitió determinar las velocidades de fluidización y transporte de los biosólidos y sus carbonizados y la influencia del cambio de propiedades físicas como densidad y tamaño de partícula debido a la reacción de pirólisis en el desempeño de la fluidización. Se realizan experimentos de pirólisis en el rango de temperatura para el lecho de 375 °C a 550 °C. Se analiza el perfil de temperatura a lo largo del reactor y se establecen relaciones entre la temperatura de la pirólisis y el rendimiento de carbonizado obtenido. Finalmente, se realiza la caracterización de los carbonizados y de los productos gaseosos obtenidos junto con el análisis de distribución de productos y energía.

Este trabajo permitió establecer un modo de operación mediante el cual se pudo obtener carbonizados de biosólidos libres de arena con lo cual se establece la viabilidad de llevar a cabo el proceso a escala industrial (Texto tomado de la fuente).

Sewage sludge production in WWTP generates environmental pollution and public health problems. The city of Bogotá D.C. seeks to develop a sewage sludge valorization strategy in the face of the constant increase in its production. In the present work, a study of the pyrolysis of sewage sludge produced in the El Salitre WWTP is conducted using fluidized bed technology in order to establish the influence of temperature on the process.

Initially, the experimental equipment was commissioned and improved for pyrolysis experiments, which included the coupling of heating and thermal insulation systems for different components of the installation, the installation of a tar condensation system and the adaptation of a gas sampling point. Subsequently, a fluid dynamic analysis was conducted to determine the fluidization and transport velocities of the sewage sludge and its chars and the influence of the change in physical properties such as density and particle size due to the pyrolysis reaction on the fluidization performance. Pyrolysis experiments are performed at bed temperature range of 375 °C to 550 °C. The temperature profile along the reactor is analyzed and relationships are established between the pyrolysis temperature and the carbonization yield obtained. Finally, the characterization of the chars and the gaseous products obtained is conducted along with the analysis of products and energy distribution.

This work allowed us to establish a mode of operation through which it was possible to obtain sewage sludge char free of sand, thereby establishing the viability of conducting the process on an industrial scale.