Pia Cinetica

Producto Integrador del Aprendizaje – Cinética y Catálisis.

Pirólisis del bagazo de caña de azúcar RESPONSABLE:

Universidad Autónoma de Nuevo León Facultad de Ciencias Químicas Ingeniería Química Ingeniería Aplicada

DR. GERARDO FLORES ESCAMILLA

1526070

JESÚS EDUARDO RODRÍGUEZ GUTIÉRREZ

1553697

CASANDRA KARINA LEAL SÁNCHEZ

1544877

JOSÉ ANTONIO ACOSTA VALDEZ

1512683

CLAUDIA DEYANIRA CELESTINO PUGA

1563388

AZAEL AARÓN CAMPA TEJADA CAMPA

1550552

DAVID ANDRÉS GARZA RODRÍGUEZ

Introducción

Una fábrica que procesa 100 toneladas de caña puede disponer de 19.6 toneladas de bagazo de caña

Situación actual Comerciales

260 millones de toneladas residuos residenciales al año

Sociedad

Agricultura

Industriales

Mineros

Medidas…

Cerca de 13000 rellenos sanitarios reciben el 65% de los residuos sólidos generados .

• El 80% se recicla • El 18% se incinera • El 2% va a parar a rellenos sanitarios

Pirolisis Calor Diversas instituciones alrededor del mundo han llevado a cabo estudios acerca de la pirolisis como medio de degradación de residuos. Los productos se reincorporan a alguna industria en forma de materia prima reciclada o como combustibles.

Combustibles líquidos

Material orgánico

Gases combustibles

Residuos secos de carbón

Variables K0=Factor preexponencial [s-1]

EA= Energía de activación [kJ/mol]

T= Temperatura [K]

R= Constante Universal de los gases [0.008314kJ/mol K]

Vi=Fracción en peso de volátiles

t= Tiempo de residencia [s]

Vi*= Valor de Vi al tiempo de residencia final

Metodología: Ecuación cinética: 𝑑𝑉𝑖 = 𝑘𝑖 𝑉𝑖∗ − 𝑉𝑖 𝑑𝑡 𝑑𝑉𝑖 = 𝑘0 𝑒 𝑑𝑡

−𝐸𝑎 𝑅𝑇

𝑡 → ∞, 𝑉𝑖 = 𝑉𝑖∗

Gases + Volátiles

k2

Ceniza + Biomasa sin reaccionar

Biomasa 𝑉𝑖∗ − 𝑉𝑖

Integrando y considerando: 𝑡 = 0, 𝑉𝑖 = 0

k1

𝑉𝑖 =

𝑉𝑖∗

−

−𝐸 ( 𝑅𝑇𝑎 ) ∗ −𝑘 𝑒 𝑡 𝑉𝑖 𝑒𝑥𝑝 0

Método de Gauss-Newton Ecuación no lineal 𝑉𝑖 = 𝑉𝑖∗ − 𝑉𝑖∗ 𝑒𝑥𝑝

∆𝐴 = 𝑍𝑗

𝑇

𝑍𝑗

−1

𝑇

𝑍𝑗 {𝐷}

−𝐸 ( 𝑅𝑇𝑎 ) −𝑘0 𝑒 𝑡

∆𝐴 =

∆𝑘0 ∆𝐸𝐴

Metodología Gauss-Newton , Continuación.

1

2

3

• Reacción de primer orden con respecto a k1 y k2 • k0 inicial= 11,500 s-1 • EA= 100 kJ/mol

• Resolver por medio del método para k0 y EA • Iterar hasta obtener un error mínimo

• k0=19948 s-1 • EA=100

Resultados Tabla_. Resultados Constantes A y E.

Tabla_ Parámetros constantes A y E reportados en bibliografía.

Parámetro

Solver

GaussNewton

Parámetro

MS-Excel Solver

COMSOL

Regresión no lineal

A

10025.6847

19948

A

11500

9000

14489.73

E

95.9363905

100.3593

E

103.88

102.20

102.92

Presenta de forma clara y lógica todos los resultados obtenidos con un lenguaje técnico adecuado, utiliza adecuadamente las Figuras o Tablas para desarrollar su discusión.

Resultados , Continuación

Resultados, Continuación:

Caso de Éxito • DAVID

Dilema Ético • DAVID

Conclusiones • CHUY

Referencias • MANUAL DE RESIDUOS CATERPILLAR. Capítulo sobre Estadísticas y antecedentes en el mundo de Rellenos Sanitarios.