Hidrocarbonización como técnica de valorización de materiales biomásicos

• Autores: Andrés Álvarez Murillo
• Directores de la Tesis: Eduardo Sabio Rey (dir. tes.), Beatriz Ledesma Cano (codir. tes.), Silvia Román Suero (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Extremadura ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Número de páginas: 256
• Tribunal Calificador de la Tesis: Álvaro Bernalte García (presid.), J. Manuel Valente Nabais (secret.), Jerónimo González Cortés (voc.), Juan Félix González González (voc.), Judy Ann Libra (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física atómica y nuclear
      • Conversión de energía
  • Ciencias tecnológicas
    • Ingeniería y tecnología químicas
      • Procesos químicos
    • Ingeniería y tecnología del medio ambiente
      • Eliminación de residuos
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dehesa
• Resumen
  • español

    En los años recientes, la creciente concienciación acerca de la insostenibilidad del actual modelo energético ha motivado la investigación del uso eficiente de recursos renovables. En este contexto, técnicas de valor añadido y mejora de procesos y su explotación se han investigado con el fin de incrementar el valor de ciertos residuos, y en búsqueda de una novedosa y más efectiva metodología de aprovechamiento. Varias vías de pretratamientos pueden ser utilizadas para mejorar las propiedades físico-químicas de la biomasa y su combustión asociada. Entre ellas se incluyen, el secado, la peletización, ultrasonidos, lavados con químicos, torrefacción, etc. Como ejemplo del particular interés durante los últimos años en investigación, se presenta la densificación energética mediante carbonización hidrotérmica (HTC) de materiales biomásicos. Mediante esta técnica, la biomasa se somete a calentamiento en agua bajo condiciones de autopresión, en algunos casos con presencia de agentes químicos, para obtener una fracción carbonosa denominada hidrochar (HC), que presenta mayor contenido en C. Debido a la simplicidad y bajo coste, los procesos de HTC han ganado gran interés sobre otros pretratamientos para biomasas.

    La posibilidad de utilizar recursos con alto contenido en agua se presenta como un reto muy interesante dado que el agua en la materia prima puede ser usada durante el proceso. Esto representaría una opción atractiva para estos materiales, que de otro modo son difícilmente utilizables en otras aplicaciones termoquímicas (como combustión).

  • English

    The current doctoral thesis has been developed in the frame of the technique called hydrothermal carbonization or hydrocarbonization (HTC) as a thermochemical process treating the biomass resources, focusing mainly in the search of the enhance of the added value of these kind of residues. The HTC requires moderated temperature and pressure conditions, being those softer than the other in the traditional carbonization process, and also requires the presence of water, which rings a competitive advantage among the high humidity content materials, which cannot be used in traditional thermochemical process such as combustion or carbonization. The numerous mechanism and phenomena taking place during the HTC are really complex and are approached in this work. This work was planned since the energetic point of view, using the hydrocarbons as a way to densify the solid biomass, studding for it the influence of different process parameters (process time, temperature, amount of water), using different biomass materials, attending mainly to the high heating value (HHV), and the final mass or solid yields (SY). • Approach of the HTC process study from the statistical point of view, applying mathematical equations and design of experiments methodology, obtaining descriptive models for the process which help to interpret and obtain complex conclusions of the results obtained in the laboratories at research scale • Development of a model including physical and chemical parameters. Uses of CFD methods for solving the equations and mechanisms describing the phenomena during the HTC process.