Dr. Jorge R. Castiglioni DETEMA, LAFIDESU Facultad de Química, Udelar Gral. Flores C.C Montevideo – URUGUAY Gasificación catalítica de desechos agroindustriales

Antecedentes del Grupo - A finales de la decada del 80 se comenzó a trabajar en el LAFIDESU (DETEMA, Fac. de Química) en Gasificación Catalítica de Biomasa. - Se ha hecho con financiamiento de diversas fuentes: Parlamento, Conicyt-BID, INIA-BID, CSIC, ANCAP y particulares (Metsen y Sena).

Objectivo de la investigacion Aprovechamiento de residuos industriales y/o de la agricultura (ej. recortes y aserrín de madera, cáscara de arroz, etc.), por medio de una gasificación en presencia de vapor de agua y un catalizador, para la producción de :

a)un gas combustible (con un adecuado poder calorífico). b)un gas precursor de “Syngas”, (para usarlo en reacciones de síntesis Fischer-Tropsch synthesis). c)Hidrógeno (para uso en celdas de combustible o eventualmente en motores). Objectivo de la investigacion (continuación)

¿Porque Gasificación Catalítica? * Por que se obtienen gases combustible de alto poder calorífico (mezclas: H2, CO, CO2, CH4, etc), que pueden ser transformados en productos químicos de alto valor. * El uso de un catalizador adecuado produce una considerable reducción en la formación de residuos solidos y líquidos, aumentando significativamente el volumen y el poder calorífico de los gases producidos.

Biomasa utilizada como materia prima  Maderas Nacionales (troncos y ramas)  Eucalyptus camaldulensis  Eucalyptus saligna  Eucalyptus dunni  Maderas de bosque latinoamericano (Proyecto CYTED IV-16) (tronco)  Albizia falcata (Perú)  Copaifera sp. (Perú)  Himenea courbaril (Bolivia)  Hura crepitans (Bolivia y Perú)  Prosopis alba (Chile)  Prosopis tamarugo (Chile)  Cáscara de Arroz nacional (Saman)  Alquitrán de madera (residuo generado por industria nacional)

Esquema de reactor de Gasificación Catalítica de Biomasa (a nivel de Laboratorio) 1) Alimentador de biomasa, 2) Controlador de flujo de gas argón, 3) Bypass de argón, 4) bomba de inyección de jeringa, 5) calentador de gas y agua, 6) Horno tubular, 7) reactor (gasificación y catálisis), 8) lecho catalítico, 9) rascador de sólidos, 10) regulador de temperatura del horno, 11) trampa fría, 12) filtro para carbón y alquitrán, 13) medidor de flujo de gases producidos, 14) Cromatógrafo de gases, 15) PC del GC, 16) Cilindro de argón.

Reactor para Gasificación catalítica de biomasa

Parámetros de reacción estudiados  Temperatura del lecho catalítico  Cantidad de biomasa alimentada  Cantidad de agua alimentada  Masa de catalizador  Diferentes sistemas catalíticos  Estabilidad de los catalizadores (Vida útil)  Reactor (uno o dos en serie) Se estudió la influencia de los siguientes parámetros de reacción en los procesos de gasificación catalítica de biomasa

Catalizadores utilizados  Varios tipos de catalizadores han sido ensayados:  Dolomita calcinada*.  Alúmina (Al 2 O 3 ).  Catalizadores soportados a base de Dolomita (Ni/Dol, Fe/Dol, K/Dol, etc.)  Catalizadores soportados a base de Alúmina (Ni/Al 2 O 3, etc.) *La dolomita es un mineral natural de muy bajo costo. Uruguay cuenta con grandes yacimientos de este mineral (Lavalleja). Químicamente es un carbonato doble de Ca y Mg. Calcinada es en realidad una mezcla de CaO+MgO.

Condiciones de reaccción “tipo”: * Hemos trabajado a escala de laboratorio: –T = 800 – 900°C –Masa de catalizador = 2 – 20 g –Masa Biomasa = 2 – 6 g/h –Oxidante: vapor de agua –Carrier: Argon –Analisis por GC on line * Escala Piloto: –El próximo paso ???

Capacidades Humanas En este momento: 1) G4 DT (responsable línea) 2) Asistente G2, estudiante de postgrado.

Capacidades Técnicas * Molino * Tamices * Estufa a vacio * Equipos de Análisis Térmico (Shimadzu TGA50 y DTA50, Shimadzu DTG60H) * Sistema para estudios de Gasificación Catalítica (incluye reactor, hornos, controlador de flujo de argon, etc.) * GC Shimadzu GC14B con valvula de inyección automática. *GC Shimadzu GC2014.

Últimos proyectos ejecutados “Gasificación Catalítica de desechos agroindustriales”. (03/2009 – 02/2011) Proyecto: I+D (C.S.I.C.). Resp.: Dr. Jorge Castiglioni. Duración: 24 meses. Biomasa: Cáscara de arroz (SAMAN)

Últimos proyectos ejecutados (Cont.) “Gas de síntesis obtenido por gasificación catalítica de residuos forestales”. (11/2013 – 08/2015). Proyecto: I+D (Convenio ANCAP- Udelar) Resp.: Dr. Jorge Castiglioni. Duración: 21 meses. Biomasa: madera de Eucalyptus dunni (Forestal Oriental/UPM)