Simulación y obtención de combustibles sintéticos a partir de la pirólisis de residuos plásticos

• Autores: Sebastian Amar Gil, Alba Nelly Ardila Arias, Rolando Barrera Zapata
• Localización: Ingeniería y desarrollo: revista de la División de Ingeniería de la Universidad del Norte, ISSN 0122-3461, Vol. 37, Nº. 2, 2019, págs. 306-326
• Idioma: español
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• Resumen
  • español

    La continua demanda de plásticos ha causado grandes acumulaciones de residuos en los vertederos, contribuyendo a problemas ambientales y de salud pública. En Colombia se genera anualmente cerca de 9,5 millones de toneladas de residuos sólidos, correspondiendo un 14% a materiales plásticos. La pirólisis es una técnica mediante la cual es posible remediar parte del problema, ya que permite recuperar energía y productos en forma de combustible líquido y gaseoso. En este trabajo se presenta la implementación y comparación de dos modelos en Aspen Plus para la simulación del proceso de pirólisis para la producción de combustibles líquidos a partir de diferentes tipos de residuos plásticos. Los modelos se basan en la minimización de la energía libre de Gibbs y mecanismos cinéticos de reacción. La simulación realizada calcula los rendimientos (% peso) y propiedades para cada corriente de producto dependiendo de las condiciones de operación. En comparación con datos de la literatura e información experimental recolectada en esta investigación, el modelo termodinámico mostró desviaciones mayores al 20%, mientras que con el modelo cinético los errores fueron ≤ 8%. De acuerdo a los resultados obtenidos, la producción de combustibles líquidos a partir de residuos plásticos se ve favorecida según la materia prima de la siguiente manera: poliestireno > polietileno de alta densidad ≈ polietileno de baja densidad > polietileno tereftalato.

  • English

    The continuous demand for plastics has caused large accumulations of waste in landfills, contributing to environmental and public health problems. In Colombia, approximately 9,5 million tons of solid waste is generated annually, and 14% corresponds to plastic materials. Pyrolysis is a technique by which it is possible to remedy part of the problem, because energy and products are recovered in the form of liquid and gaseous fuel. This article presents the implementation and comparison of two models in Aspen Plus for the simulation of the pyrolysis process for the production of liquid fuels from different plastic waste. The models are based on the minimization of Gibbs free energy and reaction kinetic mechanisms. The simulation performed calculates the yields (% of weight) and the properties of each product flow according to the operating conditions. In comparison with data from the literature and experimental information collected in this research, the thermodynamic model showed deviations greater than 20%. The kinetic model presented good estimates obtaining errors ≤ 8%. According to the results obtained, the production of liquid fuel from plastic wastes is favored according to the raw material as follows: polystyrene > high density polyethylene ≈ low density polyethylene > polyethylene terephthalate.