{"id":112990,"date":"2012-10-07T00:00:00","date_gmt":"2012-10-07T00:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/sin-categoria\/produccion-de-hidrogeno-mediante-reformado-con-vapor-de-bio-oil-integracion-en-el-proceso-de-las-etapas-termica-catala%c2%adtica-y-de-captura-de-co2\/"},"modified":"2012-10-07T00:00:00","modified_gmt":"2012-10-07T00:00:00","slug":"produccion-de-hidrogeno-mediante-reformado-con-vapor-de-bio-oil-integracion-en-el-proceso-de-las-etapas-termica-catala%c2%adtica-y-de-captura-de-co2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.deberes.net\/tesis\/procesos-quimicos\/produccion-de-hidrogeno-mediante-reformado-con-vapor-de-bio-oil-integracion-en-el-proceso-de-las-etapas-termica-catala%c2%adtica-y-de-captura-de-co2\/","title":{"rendered":"Producci\u00f3n de hidr\u00f3geno mediante reformado con vapor de bio-oil. integraci\u00f3n en el proceso de las etapas t\u00e9rmica, catal\u00edtica y de captura de co2"},"content":{"rendered":"

Tesis doctoral de Aingeru Remiro Eguskiza <\/strong><\/h2>\n

Se ha estudiado la producci\u00f3n de h2 mediante reformado catal\u00edtico con vapordel bio-oil (l\u00edquido de pir\u00f3lisis de biomasa vegetal) utilizando un proceso con dosetapas en serie (t\u00e9rmica y catal\u00edtica) y considerando la captura in situ de co2 en elreactor. Para ello se ha utilizado un equipo automatizado de reacci\u00f3n, con reactor delecho fluidizado, en l\u00ednea con un micro cromat\u00f3grafo de gases para el an\u00e1lisis encontinuo de los productos de reacci\u00f3n. Durante el desarrollo de la tesis se harealizado la puesta a punto del equipo de reacci\u00f3n, incluyendo la determinaci\u00f3n de lascondiciones de operaci\u00f3n que aseguran una buena fluidodin\u00e1mica del reactor de lechofluidizado (de catalizador o catalizador+adsorbente de co2) y del equipocromatogr\u00e1fico de an\u00e1lisis.Se han utilizado para el proceso diferentes alimentaciones de bio-oil (bio-oil dediferente procedencia, fracci\u00f3n acuosa del bio-oil o bio-oil completo, y alimentadosolo o con etanol), seg\u00fan se describen en las tablas 2.2-2.4. El bio-oil se ha obtenidopor pir\u00f3lisis r\u00e1pida de serr\u00edn de madera de pino (pinus insignis) en reactor de spoutedbed c\u00f3nico, bien en una planta piloto de laboratorio (de dise\u00f1o propio) o bien en unaplanta de demostraci\u00f3n instalada en el centro tecnol\u00f3gico ikerlan-ik4 (mi\u00f1ano,araba). La fracci\u00f3n acuosa se ha obtenido por separaci\u00f3n de fases tras adici\u00f3n de aguaal bio-oil completo. La composici\u00f3n de cada tipo de alimentaci\u00f3n de bio-oil se hadeterminado mediante: i) valoraci\u00f3n karl-fischer, para determinar el contenidoacuoso; ii) termogravimetr\u00eda, para una estimaci\u00f3n de las familias de componentespresentes; iii) cromatograf\u00eda de permeaci\u00f3n en gel, para determinar las familias decomponentes, la distribuci\u00f3n del peso molecular y la estimaci\u00f3n del peso molecularmedio; iv) cromatograf\u00eda de gases-espectrometr\u00eda de masas, para determinar lacomposici\u00f3n detallada del bio-oil.El reformado se ha llevado a cabo con catalizadores sintetizados en laboratorio,de metales de transici\u00f3n (ni, co) soportados sobre sio2 y al2o3 (sola o promovidacon la2o3), as\u00ed como con catalizadores comerciales basados en ni y rh. Loscatalizadores frescos y parcialmente desactivados se han caracterizadoexhaustivamente utilizando diversas t\u00e9cnicas, recogidas en la tabla 2.15.314 cap\u00edtulo 7para la captura de co2 se han utilizado dos adsorbentes, calcita y dolomita,obtenidos por calcinaci\u00f3n de los correspondientes minerales, suministrados porcalcinor s.A.Previamente al estudio del proceso de reformado propiamente dicho, se haprestado especial atenci\u00f3n a las etapas complementarias del esquema global delproceso de reformado integrado, esto es:i) la etapa t\u00e9rmica previa de tratamiento del bio-oil, determinando el efecto de lascondiciones de esta etapa (temperatura, relaci\u00f3n vapor\/carbono del bio-oilalimentado y co-alimentaci\u00f3n de etanol) sobre la composici\u00f3n del bio-oil tratado(cuantificada mediante an\u00e1lisis microgc, y gc-ms) y sobre el rendimiento ycomposici\u00f3n de la lignina pirol\u00edtica depositada (cuantificada mediante an\u00e1lisiselemental). Se ha delimitado la temperatura \u00f3ptima en esta etapa para maximizarla fracci\u00f3n de bio-oil valorizable a h2 en la subsecuente etapa de reformado.Ii) la etapa de captura in situ de co2, habi\u00e9ndose determinado mediante estudiosc\u00edclicos en termobalanza las condiciones m\u00e1s adecuadas (temperatura, presi\u00f3nparcial de co2) para la carbonataci\u00f3n y regeneraci\u00f3n (calcinaci\u00f3n) de losadsorbentes.Los estudios de reformado de los diferentes tipos de alimentaci\u00f3n de bio-oilconsideradas, con o sin captura de co2, se han realizado en las condiciones deoperaci\u00f3n que se recogen en la tabla 2.22. Para cada ensayo cin\u00e9tico se hacuantificado la deposici\u00f3n de lignina pirol\u00edtica, la composici\u00f3n de la corriente desalida del reactor, el caudal de la corriente de gases permanentes y la cantidad deproductos l\u00edquidos obtenida, habi\u00e9ndose cerrado el balance de materia en el procesocon un error del \u00c2\u00b1 5%. A partir de la composici\u00f3n de la corriente de productos se hancalculado los siguientes \u00edndices de reacci\u00f3n: conversi\u00f3n de bio-oil (definida comoconversi\u00f3n de los oxigenados), rendimiento y selectividad de h2 y de productoscarbonados (co2, co, ch4 e hidrocarburos), definidos seg\u00fan las ecs. 4.2-4.5.Para la fracci\u00f3n acuosa del bio-oil se ha llevado a cabo una discriminaci\u00f3npreliminar de catalizadores, seleccionando los m\u00e1s adecuados en base a los resultadosde rendimiento de h2 y estabilidad. Se ha prestado especial atenci\u00f3n al efecto de laincorporaci\u00f3n de la2o3 sobre las propiedades del catalizador de ni\/a-al2o3, as\u00ed comosobre su comportamiento cin\u00e9tico en el reformado, en especial, sobre su estabilidadpor atenuaci\u00f3n de la deposici\u00f3n de coque. Con el catalizador \u00f3ptimo (ni\/la2o3-aal2o3) se ha realizado un estudio param\u00e9trico, analizando el efecto de las variablesde operaci\u00f3n (temperatura, velocidad espacial, relaci\u00f3n vapor\/carbono de laalimentaci\u00f3n) sobre la distribuci\u00f3n de productos, para determinar el intervalo decondiciones de operaci\u00f3n m\u00e1s adecuadas para obtener de forma estable un elevadorendimiento de h2 en el reformado de la fracci\u00f3n acuosa del bio-oil. Se ha analizado elefecto de la co-alimentaci\u00f3n de etanol (estabilizador del bio-oil) sobre los \u00edndices dereacci\u00f3n del reformado (conversi\u00f3n de bio-oil, rendimiento y selectividad de h2 y delresto de subproductos) y estabilidad del catalizador.Mediante an\u00e1lisis drx se ha determinado el tama\u00f1o de cristal met\u00e1lico de loscatalizadores desactivados, habi\u00e9ndose delimitado las condiciones (temperatura ycontenido de agua en la alimentaci\u00f3n) necesarias para evitar la sinterizaci\u00f3n met\u00e1lica.Mediante an\u00e1lisis tpo se ha determinado el contenido y naturaleza del coquedepositado, habi\u00e9ndose establecido igualmente las condiciones necesarias paraminimizar su deposici\u00f3n.A partir de ensayos de reformado en \u00c2\u00bfblanco\u00c2\u00bf (\u00fanicamente con un s\u00f3lido inerteen el reactor), s\u00f3lo con adsorbente (calcita o dolomita) y con catalizador de ni\/la2o3-aal2o3+adsorbente (calcita o dolomita), se ha diferenciado el papel de las diferentesetapas implicadas en el proceso integrado de reformado de la fracci\u00f3n acuosa del biooilcon captura in situ de co2: i) de trasformaci\u00f3n t\u00e9rmica de los oxigenados; ii)reacciones catal\u00edticas (reformado, wgs, craqueo) y iii) captura de co2. Se hadistinguido, igualmente, el papel del adsorbente de co2 y del catalizador en lasdiferentes etapas de reacci\u00f3n (de origen t\u00e9rmico y catal\u00edtico). Se ha llevado a cabo unestudio param\u00e9trico (temperatura, relaci\u00f3n catalizador\/adsorbente), con objeto dedeterminar las condiciones m\u00e1s adecuadas del proceso con captura para aumentar elrendimiento y selectividad de h2 y estabilidad del catalizador.Con el catalizador \u00f3ptimo anteriormente seleccionado, se ha llevado a cabo unestudio param\u00e9trico (efecto de la temperatura, velocidad espacial y relaci\u00f3nvapor\/carbono alimentada) para el reformado del bio-oil completo, contemplandoigualmente la captura de co2, y se ha realizado un an\u00e1lisis comparativo con losresultados obtenidos en el reformado de la fracci\u00f3n acuosa del bio-oil, con objeto devalorar el inter\u00e9s de ambas estrategias para la producci\u00f3n de h2, desde la perspectivade aumento del rendimiento y selectividad de h2 y estabilidad del catalizador.Los resultados de reformado de la fracci\u00f3n acuosa del bio-oil y del bio-oilcompleto se han comparado con los de la bibliograf\u00eda, con objeto de valorar el inter\u00e9sdel sistema en dos etapas, original de esta tesis, con otras estrategias de reformado delbio-oil.<\/p>\n

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Datos acad\u00e9micos de la tesis doctoral \u00abProducci\u00f3n de hidr\u00f3geno mediante reformado con vapor de bio-oil. integraci\u00f3n en el proceso de las etapas t\u00e9rmica, catal\u00edtica y de captura de co2<\/strong>\u00ab<\/h3>\n
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  • T\u00edtulo de la tesis:<\/strong>\u00a0 Producci\u00f3n de hidr\u00f3geno mediante reformado con vapor de bio-oil. integraci\u00f3n en el proceso de las etapas t\u00e9rmica, catal\u00edtica y de captura de co2 <\/li>\n
  • Autor:<\/strong>\u00a0 Aingeru Remiro Eguskiza <\/li>\n
  • Universidad:<\/strong>\u00a0 Pa\u00eds vasco\/euskal herriko unibertsitatea<\/li>\n
  • Fecha de lectura de la tesis:<\/strong>\u00a0 10\/07\/2012<\/li>\n<\/ul>\n

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    Direcci\u00f3n y tribunal<\/h3>\n
      \n
    • Director de la tesis<\/strong>\n
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      • Ana Guadalupe Gayubo Cazorla<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n
      • Tribunal<\/strong>\n
          \n
        • Presidente del tribunal: Juan jose Rodriguez jimenez <\/li>\n
        • Ana Mar\u00eda Urtiaga mendia (vocal)<\/li>\n
        • Francisco Rodr\u00edguez somolinos (vocal)<\/li>\n
        • Andr\u00e9s tomas Aguayo urquijo (vocal)<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>\n

           <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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