Bioeconomy and Production Development Gasificación catalítica de pulpa de café para su aprovechamiento energético
El objetivo del presente trabajo de investigación fue analizar el proceso de gasificación de pulpa de café por medio de un enfoque termodinámico y cinético para su transformación en gas de síntesis utilizando técnicas de modelado y experimentación en reactores prototipo. Como resultado se desarrolló con éxito un catalizador que puede gasificar un modelo de alquitranes derivados de biomasa, este también muestra gran estabilidad bajo repetidos ciclos de gasificación y regeneración.
Se estructuró en tres secciones: a) análisis y modelo termodinámico, b) propuesta, elaboración y caracterización de catalizador para tratamiento de alquitranes producto de la gasificación de biomasa, y c) modelado cinético del craqueo catalítico de alquitranes.
El análisis y modelamiento termodinámico estudió el sistema considerando un modelo en el equilibrio y se validó experimentalmente. Como principal resultado, se desarrolló una metodología numérica para incluir al biochar dentro del análisis termodinámico y para el reactor de lecho descendente, se determinaron dos zonas de equilibrio, heterogénea y una homogénea.
Posteriormente, se desarrolló una propuesta de catalizador, se utilizó γ-alúmina como soporte, 10 % de CaO como promotor, así como 4 % de hierro reducido parcialmente como fase activa. Asimismo, el catalizador se evaluó en un prototipo de lecho fluidizado para la efectividad en el craqueo de alquitranes.
Finalmente, para el desarrollo del modelo cinético térmico y catalítico, se realizaron experimentos a tres temperaturas (500 °C, 535 °C y 550 °C) y dos razones de vapor/biomasa. Se determinaron los parámetros cinéticos intrínsecos asociados a cada reacción así como su intervalo de confianza. Se realizó la validación del modelo utilizando un set independiente de resultados experimentales y se concluye que las predicciones describen satisfactoriamente las observaciones experimentales.