Producción de biocombustibles de segunda generación a partir de biomasa de origen lignocelulósico

El trabajo expuesto en esta memoria está enfocado obtener bioaceites de mejor calidad en comparación con los procedentes del proceso convencional de pirólisis de biomasa lignocelulósica. Para llevar a cabo dicho trabajo se han planteado tres estrategias diferentes que engloban: (i) el proceso de copirólisis de biomasa y neumáticos fuera de uso; (ii) el proceso integrado de pirólisis catalítica con transportadores de calor de bajo coste, en los que se incluyen materiales de tipo mineral como la sepiolita, la bentonita o la atapulgita, residuos industriales como el red mud, o materiales de tipo calcáreo como la caliza calcinada o la dolomía calcinada; y (iii) el craqueo catalítico de los vapores del bioaceite como una segunda etapa del proceso de mejora del bioaceite a través de zeolitas de tipo ZSM-5. Dichas zeolitas han sido sometidas a varios procesos de síntesis para crear por una parte, redes secundarias mesoporosas que permitan mejorar la accesibilidad y el transporte molecular en las mismas y aumentar así su potencial catalítico y, por otra, para incorporar diferentes metales a las mismas, de manera que estos nuevos puntos activos junto con los sitios ácidos Brønsted ya presentes en la estructura cristalina de la zeolita, puedan llegar a producir un bioaceite con mejores prestaciones. El desarrollo de dichas estrategias, se ha llevado a cabo en diferentes instalaciones experimentales. Dichas instalaciones comprenden plantas a escala de laboratorio equipadas con reactores de lecho fijo, así como una instalación a escala piloto equipada con un reactor de tornillo sin fin que ha permitido obtener unos resultados más representativos en vistas a aplicaciones industriales. A partir de dichos procesos, se ha podido obtener biocombustibles líquidos de mejor calidad en comparación con los procedentes del proceso convencional de pirólisis de biomasa lignocelulósica. De forma general, dichas mejoras se ven reflejadas principalmente en la obtención de un bioaceite que presenta menor acidez, menor contenido de oxígeno, y por tanto mayor poder calorífico, y mayor estabilidad a lo largo del tiempo. Adicionalmente, se ha conseguido aumentar notablemente el contenido en compuestos aromáticos ligeros, llegando a obtenerse valores máximos no antes reportados en la literatura. Por otra parte, las fracciones sólidas y gaseosas obtenidas en el proceso fueron analizadas en profundidad y, a través de un estudio basado en diferentes ciclos de pirólisis y regeneración del catalizador a partir de su combustión, ha sido posible integrar el proceso de una manera sencilla que a su vez, permite generar electricidad neta una vez cubiertas las necesidades del proceso. Así, los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral confirman el gran potencial que tienen dichas estrategias para su futura implantación.Peer reviewe