Diseño de un sistema de pirólisi s rápida ¿Qué es un sistema de pirólisis rápida? Especificaciones técnicas • Pasivación Método de Calentamiento Seleccionado • Precalentamiento del gas • Circuito electrónico • Simulación La pirólisis es la descomposición química de la materia orgánica mediante altas temperaturas en ausencia de oxígeno Un micropirolizador o sistema de pirólisis rápida es aquel que, mediante altas tasas de calentamiento ( 180 [ ºC /s] ), realiza pirólisis de bajas cantidades - en este caso de 100 microgramos [ μg] - de biomasa Se requiere mantener el producto de la pirólisis en 500 [ ºC ] hasta que se analiza los gases en un cromatógrafo El calentamiento por inducción electromagnética es el método utilizado para realizar la pirolisis rápida Consiste en inducir corriente mediante un campo magnético a una masa determinada, en este caso : una probeta de acero inoxidable A 316 pasivado • Al utilizar inducción electromagnética como método de calentamiento se alcanzaron los requerimientos de temperaturas y tasas de calentamiento óptimos para la pirólisis de la biomasa • Por medio de la pasivación del material se demostró que las partículas de cromo tienen mayor presencia que el hierro, por lo cual se obtiene una superficie químicamente inerte • Se recomienda para trabajos futuros considerar las perdidas por radiación que se producen al calentar la copa metálica por inducción • Realizar mas procesos de experimentación para determinar la frecuencia ideal en este proceso Proceso químico mediante el cual se hace inerte al material del reactor (acero inoxidable) para que no reaccione con la biomasa Tabla 1 : Especificaciones técnicas para micropirolizador Diagrama de manejo de proyecto Conclusiones Recomendaciones Figura 2 : Circuito de control y de potencia para controlar la inducción Figura 3 : Circuito de control y de potencia para controlar la inducción a) b) c) d) Figura 7 : Resultados de simulaciones en Abaqus a) Temperatura inicial, b ) temperatura tras 1 segundo, c) temperatura tras 2 segundos y d) Eddy current inducidas REQUERIMIENTO ESPECIFICACION Tasa de calentamiento 180[ºC/s] Temperatura de la muestra 500[ºC] Masa de la muestra 100[μg] Atmósfera inerte Helio Caudal necesario 100 [ml/min] Materiales inertes Acero inoxidable A316 pasivado Figura 6 : Ecuaciones importantes en el precalentamiento y en la inducción Figura 4 Micrografía de acero inoxidable AISI 316 a) Sin pasivado a 100 x b) Con pasivado químico a 400 x c) Pasivado obtenido de bibliografía a 1000 nm x 1000 nm d) Con pasivado y ataque químico Figura 5 : Estructura de las tuberías con sus respectivas válvulas a) Calor por conducción b) Calor por convección del helio en zona de precalentamiento. c) Longitud necesaria heating tape d) Profundidad de penetración del campo magnético e) Potencia de calentamiento necesaria a) b) c) d) b) Calor por convección de la tubería al helio Figura 1 : Sistema de calentamiento - Inducción Diagrama 1 : División de subsistemas y componentes del sistema de pirolisis rápida Proyecto Integrador F ernando De Howitt, Sebastián Vásquez, Daniela Vidal, Andrés Zurita Bibliografía