Efecto catalítico del Na2CO3 sobre la pirólisis de los residuos del sorgo (Sorghum bicolor L. Moench)

• Alberto Ricardo Albis Arrieta ^[1] ; Mariusy Colón Castro ^[1] ; Mary Quintero Parra ^[1]
  1. [1] Universidad del Atlántico

     Universidad del Atlántico

     México

     
• Localización: Prospectiva, ISSN-e 2216-1368, ISSN 1692-8261, Vol. 19, Nº. 1, 2021
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Catalytic effect of Na2CO3on pyrolysis of sorghum residues (Sorghum bicolorL. Moench)
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• Resumen
  • español

    En el presente estudio se evaluó el efecto catalítico del Na2CO3 sobre la pirólisis de las hojas y tallos de sorgo en el rango de temperaturas de 20 a 800 °C a tres velocidades de calentamiento usando el análisis termogravimétrico acoplado a espectroscopía infrarroja (TGA-FTIR). Los resultados fueron ajustados con el modelo de orden de reacción n, método isoconversional y modelo de distribución de energías de activación. Este último modelo se ajustó adecuadamente con tres pseudocomponentes a las derivadas de las curvas de termogravimetría experimentales. Los parámetros cinéticos calculados para la energía de activación y factor pre-exponencial se encuentran en un rango de 159 a 195 kJ/mol y 5.16E+13 a 5.13E+14 s-1, respectivamente. El análisis de los espectros IR permitió identificar los compuestos CO2, H2O, CH4, CO, HCN, C4H4O, HCOOH y CH3COOH como los gases evolucionados durante la descomposición térmica. Por otra parte, en las curvas termogravimétricas se evidencia que la adición del carbonato de sodio como catalizador disminuye las temperaturas pico del proceso de pirólisis de los residuos del sorgo y disminuye la energía de activación asociada a los procesos de pirólisis de lignina y hemicelulosa en las hojas y tallos de sorgo.

  • English

    In the present study, the catalytic effect of 푁푎2퐶푂3on the pyrolysis of sorghum leaves and stalks was evaluated in the temperature range of 20 to 800 °C at three heating rates using thermogravimetric analysis coupled to Fourier transform infrared spectroscopy (TGA-FTIR). The results were adjusted with the nth-order reaction model, the isoconversional method, and the distributed activation energy model (DAEM). The latter model fits properly with three pseudo components to the first derivative thermogravimetry curves. The kinetic parameters calculated for the activation energy and pre-exponential factor are in the range of 159 to 195 kJ/mol,and 5.16E+13 to 5.13E+14 s-1, respectively. The analysis of the IR spectra allowed us to identify compounds such as, CO2, H2O, CH4, CO, HCN, C4H4O, HCOOH,and CH3COOH as the gases evolved during thermal decomposition. Moreover, the thermogravimetric curves show that the addition of sodium carbonate as a catalyst decreases the peak temperatures of the pyrolysis process of sorghum residues, and reduces the activation energy associated with the lignin and hemicellulose pyrolysis processes of the sorghum leaves and stems.