FRRE - Producción de Investigación
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Item Developing alternatives to hydrocarbon via pyrolysis and gasification of industry residual biomass(2023-08-01) Tourn, Silvana; Saires, Paula; Bertero, Melisa; Falco, Marisa; Chamorro, Ester R.Pyrolysis and gasification are thermal treatment processes using biomass to produce biofuels that can replace fossil fuels in industrial boilers and furnaces. This paper discusses the potential utilization of four types of residual biomass highly produced in the Argentina Northeast (NEA) region, i.e., rice husk, an agricultural waste rich in cotton husk, carob sawdust, and spent red quebracho sawdust, as raw material. Pyrolysis liquid product yields were 34–51 wt% and char yields were 29–40 wt%; tar represented 16–23 wt%. For gasification, gas yields were between 45.6 wt% and 65.7 wt%; as for tar, it represented 2.4–14.1 wt% of initial biomass, and char yields were 31.4–40.3 wt%. Characterization of all products was performed to clarify their potential applications. Bio-oils, i.e., aqueous fractions of pyrolysis liquid products, have high water content (77–88 wt%), that is why they have lower density and viscosity than tars, oil fractions of pyrolysis liquids. However, chemical stability of bio-oils may vary, and their heating values are much lower than the heating values from tars. Based on these, it is possible to concluded that tar is the product with increased added value and higher energy properties. Efficiency of gasification and heating values of the gases obtained were high for waste rich in cotton husk and spent red quebracho sawdust, suggesting a good potential for the utilization in gasification processes. Additionally, char composition and properties for all biomasses, from both process, show that it is feasible to use them in several new applications.Item Evaluación del potencial energético de los productos líquidos de pirólisis de residuos agroforestoindustriales del NEA(2022-09-07) Tourn, Silvana; Saires, Paula; Bertero, Melisa; Falco, Marisa; Chamorro, Ester R.La economía industrial de la región NEA se basa en las actividades agropecuarias y forestales. Los residuos derivados de estas actividades son significativos y pueden valorizarse. La pirolisis estos residuos, es un tratamiento utilizado para la producción de biocombustibles que pueden emplearse en hornos y calderas del sector. En este trabajo se analiza el potencial de cuatro biomasas residuales del NEA (cascarilla de arroz, rastrojo de algodón, aserrín de algarrobo y aserrín de quebracho colorado agotado) como materia prima para el proceso de pirólisis. El rendimiento de los productos líquidos se encontró entre 34%p y 51%p, y el de los sólidos entre 29%p y 40%p; el tar representó entre el 16%p y el 23%p de los productos líquidos. Se caracterizaron los productos líquidos para dilucidar sus usos. La identificación y cuantificación de los componentes se realizó por cromatografía gaseosa (GC-FID y GC MS). También se hizo análisis elemental, determinación de humedad, pH, densidad y poder calorífico. La composición varió según la biomasa de origen. Debido al alto contenido de agua de los bio-oils (fracción acuosa de los productos líquidos) (entre 77 %p y 88 %p), presentan menor densidad y viscosidad que los tars (fracción oleosa), lo que facilita la atomización en su potencial uso como combustible; sin embargo, no son lo suficientemente estables químicamente, y presentan poderes caloríficos más bajos que los tars y que los combustibles fósiles. En base a esto, es posible afirmar que el tar es el producto de mayor valor y con propiedades energéticas superiores y cercanas a la de los combustibles convencionales.Item Evaluación del potencial energético del bio-oil y el bio-char de biomasa residual de las industrias forestales del NEA(2022-06-24) Tourn, Silvana; Dagnino, Eliana Paola; Sequeira, Alfredo Fabián; Morales, Walter Gustavo; Chamorro, Ester R.Las industrias forestales de la región generan alrededor de 850 tn/día de aserrín de quebracho colorado agotado. Este residuo puede convertirse en biocombustibles con mayor densidad energética a partir de la pirólisis. Los biocombustibles pueden aprovecharse para alimentar las calderas de las mismas industrias y reducir costos. En este trabajo, se estudió mediante método estadístico de optimización, la pirólisis de biomasa residual a escala laboratorio. En el método estadístico de optimización experimental, se utilizó un modelo factorial (3k). Para esto, se mantuvieron constantes, la masa de aserrín en 6 g, el flujo del gas inerte (N2) en 14,5 ml/min y la temperatura a 550°C (con una rampa de calentamiento de 30°C/min). Los factores que se variaron fueron, el tamaño de partículas del aserrín y el tiempo de retención de pirólisis. Los resultados indicaron que no existen diferencias significativas en el rendimiento de los biocombustibles al variar los factores mencionados. El reactor de lecho fijo presentó un rendimiento de producto líquido del 49,7%, sólido del 23,8% y gas del 26,5%. Luego se caracterizaron los productos sólidos y líquidos de pirólisis, con el objetivo de evaluar su aprovechamiento como fuente energética en el sistema. El Poder Calorífico Superior (PCS) del producto líquido resultó de 31,5 MJ/kg con una densidad de 1,05 kg/dm3, pH de 2 y una humedad de 81,23%. El bio-char presentó un PCS de 29,45 MJ/kg y el análisis inmediato realizado arrojó 74,8% de carbono fijo. El análisis elemental del bio-char indicó 0,64% de N, 75,75% de C, 3,47% de H y 20,14% de O. A partir de estos resultados es posible verificar que el bio-char es un combustible más estable, pero con propiedades energéticas inferiores a las del producto líquido. El producto líquido de pirólisis presenta un mayor valor añadido, sin embargo, las características físicas revelan la necesidad de refinarlo para su posterior uso en calderas y hornos industriales.