Gasificación con vapor de biomasa y plásticos en spouted bed cónico

Resumen

Exploración de la capacidad del reactor de spouted bed cónico para la gasificación, individual y conjunta, de biomasa y plásticos (HDPE), sin y con catalizador primario (olivina y ¿-alúmina), y para la gasificación (o pirólisis como alternativa) y reformado en línea de plásticos (catalizador G90LDP). Los principales índices de reacción estudiados han sido la conversión, el índice de agua reaccionada, el rendimiento de las diferentes fracciones de productos (gas, tar y char), la concentración de los componentes del gas (con especial atención el H2) y la composición del tar, prestando atención prioritaria a la concentración de poliaromáticos en el tar (a minimizar). La gasificación individual de los dos materiales se ha estudiado en las siguientes condiciones: 800-900 ºC; presión atmosférica; caudal de sólido, 1.5 g min-1; caudal de vapor, 1.5 g min-1; relación másica vapor/alimentación, 0-2 (4 en las reacciones de reformado en línea). La gasificación conjunta se ha estudiado a 900 ºC, y vapor/alimentación = 1, con diferentes relaciones másicas: 0/1, 0.25/0.75, 0.5/0.5 y 1/0. La gasificación de HDPE con reformado en línea de los volátiles, se ha realizado con la etapa de gasificación a 900 ºC y con el reformado en el intervalo 600-700 ºC, con un tiempo espacial de 0.138 h referido al plástico alimentado. El aumento de la temperatura de gasificación hasta 900 ºC sí tiene un notable efecto sobre los resultados, contribuyendo a aumentar la concentración de H2 y a disminuir la de CO, así como los rendimientos de tar y char. El notable rendimiento de tar en la gasificación de biomasa se atenúa con la utilización de olivina y ¿-alúmina in situ. Estos catalizadores tienen una notable actividad de craqueo/reformado del tar, y facilitan el aumento de H2 y la disminución de CO. El aumento del rendimiento del gas respecto al correspondiente a la biomasa exige la coalimentación de un 50 % de HDPE, obteniéndose entonces una elevada concentración de H2 y la eliminación de los poliaromáticos pesados. El gran efecto del reformado catalítico es en el rendimiento de H2 que es mayor del doble, con la eliminación en la corriente de productos de hidrocarburos C2+ y de tar, junto con una notable disminución del CH4. Mediante análisis SEM y TEM el coque formado corresponde a nanotubos de carbono impuros por la presencia de una fracción de coque amorfo (encapsulante) y mediante análisis TPO que es más importante la fracción de coque encapsulante, en la operación mediante pirólisis-reformado que en la gasificación-reformado.