Producción de syngas rico en hidrógeno utilizando vapor de agua como agente gasificante de la torta y cascarilla de la higuerilla

Abstract

RESUMEN : En el proceso de producción de aceite de higuerilla se generan grandes cantidades de residuos, como la torta de higuerilla y otros subproductos, los cuales no tienen actualmente usos que generen valor agregado. Por esta razón, se propone utilizar estos residuos y su mezcla como biomasas en el proceso de gasificación para producir un syngas rico en hidrógeno con vapor de agua como agente gasificante. Se determinó el poder calorífico superior: torta de 26 (MJ/kg), cascarilla: 20.2 y mezcla: 22.6 (MJ/kg). El análisis elemental detalló la composición de C, H, N, S y O en cada muestra, las fórmulas simplificadas y pesos moleculares de las biomasas. El análisis próximo mostró el carbono fijo, material volátil, humedad y cenizas de las muestras. Con esta información y la caracterización del syngas producido por medio de cromatografía gaseosa, se concluyó que la cascarilla tuvo los mejores resultados a 800°C: rendimiento de hidrógeno 0.075 (g H2/g biomasa seca), conversión de biomasa 99 %m/m y rendimiento del syngas 1.78 (m3/kg de biomasa seca). Para estos últimos dos valores, con el flujo de vapor 0.5 mL/min, esta biomasa reportó 99.7%m/m y 1.88 (m3/kg de biomasa seca) respectivamente, determinando que el menor flujo de vapor da mejor viabilidad económica. Las características de la mezcla fueron satisfactorias para que su gasificación sea tomada en cuenta como un método efectivo de aprovechamiento de residuos. Por medio de Statgraphics Centurion18, se validó que el flujo de agua no es determinante, pero modifica el rendimiento del hidrógeno.

ABSTRACT : In the production process of castor oil, large quantities of waste are generated, such as castor cake and other byproducts, which currently have no uses that generate added value. For this reason, it is proposed to use these wastes and their mixture as biomass in the gasification process to produce a syngas rich in hydrogen with steam as a gasifying agent. The higher calorific value was determined, cake: 26 (MJ/kg), husk: 20.2 and mixture: 22.6 (MJ/kg). The ultimate analysis detailed the composition of C, H, N, S and O in each sample, the simplified formulas and molecular weights of the biomasses. Proximate analysis showed the fixed carbon, volatile material, moisture and ash of the samples. With this information and the characterization of the syngas produced by means of gas chromatography, it was concluded that the husk had the best results at 800°C: hydrogen yield 0.075 (g H2/g dry biomass), biomass conversion 99 %m /m and syngas yield 1.78 (m3/kg of dry biomass). For these last two values with the steam flow of 0.5 mL/min, this biomass reported 99.7% m/m and 1.88 (m3/kg of dry biomass) respectively, determining that the lower steam flow gives better economic viability. The characteristics of the mixture were satisfactory for its gasification to be considered as an effective method of waste utilization. Through Statgraphics Centurion18, it was validated that the water flow is not decisive, but it modifies the hydrogen yield.