Simulación de procesos de torrefacción mediante análisis térmico

Una de las alternativas para llevar a cabo la descarbonización de nuestros cielos es la transformación de la biomasa para la obtención de biocombustibles o combustibles sintéticos, ya sean sólidos como los pellets o líquidos como el bioetanol y el biodiesel, buscando sustituir a los combustibles fósiles convencionales (carbón, petróleo y gas). Pero la biomasa tiene el inconveniente de poseer una baja densidad energética por lo que la sustitución de los combustibles fósiles por biomasa no es tan sencilla. Dentro de una amplia variedad de tratamientos que se pueden llevar a cabo encontramos la torrefacción que consiste en un tratamiento térmico a baja temperatura el cual nosotros realizaremos entre 150 ºC y 300 ºC y en una atmósfera inerte (en ausencia de O2) para evitar la combustión, el gas que estará presente es el N2 principalmente. El objetivo del proyecto es determinar las condiciones óptimas de la torrefacción para dos muestras de biomasa, es decir, el mayor poder calorífico sin una disminución excesiva de masa y mejorando otras propiedades como la hidrofobia de la biomasa y la facilidad de molido de las muestras. Para ello analizaremos los resultados de los diferentes ensayos que se van a realizar. Se tendrán en cuenta factores como el poder calorífico, la masa, la humedad y la composición de la muestra antes y después de haberse realizado el proceso de torrefacción. La máquina que se ha utilizado para realizar los ensayos de torrefacción es una Mettler Toledo TG-DSC T50. El método de análisis que realiza la máquina es un análisis termogravimétrico (TGA), es una técnica que registra la variación de masa al someter a la muestra a un calentamiento controlado, pudiendo determinar así las fracciones de volátiles. Además, se plantea en este proyecto una propuesta de planta para la torrefacción de biomasa a nivel industrial que funcione en base a los resultados obtenidos en la simulación de los procesos de torrefacción. ABSTRACT One of the alternatives to carry out the decarbonization of our sky is the transformation of biomass to obtain biofuels or synthetic fuels, whether solid such as pellets or liquids such as bioethanol and biodiesel, seeking to replace conventional fossil fuels (coal, oil, and gas). But biomass has the disadvantage of having a low energy density, so replacing fossil fuels with biomass is not so simple. Within a wide variety of treatments that can be carried out we find the torrefaction that consists of a heat treatment at low temperature which we will perform between 150 ºC and 300 ºC and in an inert atmosphere (in the absence of O2) to avoid combustion, the gas that will be present is the N2 mainly. The objective of the project is to determine the optimal torrefaction conditions for two biomass samples, i.e., the highest calorific value without an excessive decrease in mass and improving other properties such as biomass hydrophobia and ease of sample chopping. For this we will analyse the results of the different tests that were carried out. Factors such as calorific value, mass, moisture, and sample composition shall be considered before and after the torrefaction process has been carried out. The machine that has been used to carry out the torrefaction tests is a Mettler Toledo TG-DSC T50. The method of analysis performed by the machine is a thermogravimetric analysis (TGA), it is a technique that records the changes in mass when applying controlled heating, thus being able to determine the fractions of volatiles. In addition, a plant proposal for the torrefaction of biomass at an industrial level that works based on the results obtained in the simulation of torrefaction processes will be proposed