Estudio cinético de la producción de hidrógeno mediante gasificación con vapor de agua de carbonizados de origen lignocelulósico.

Abstract

La principal fuente de hidrógeno es el reformado húmedo de gas natural y otros recursos fósiles. Debido a la escasez de estos recursos, sus altos costes y los problemas medioambientales causados por su uso, es importante encontrar una alternativa más renovable, limpia y abundante, como la biomasa. La gasificación de biomasa con vapor para obtener gas de síntesis resulta ser una de las tecnologías más eficaces para producir hidrógeno renovable a partir de biomasa. El objetivo de este trabajo se centra en el desarrollo de un modelo cinético para la gasificación con vapor de agua de los carbonizados de diferentes tipos de biomasa lignocelulósica. Se evaluaron cuatro tipos de biomasa lignocelulósica (cáscara de almendra, hueso de aceituna, cáñamo y cáscara de almendra sin cenizas) como materia prima para la gasificación con vapor. Los carbones correspondientes se obtuvieron por pirólisis convencional en un reactor de lecho fijo a una temperatura de 800 °C y 1 h, con una velocidad de calentamiento de 10 °C/min. A continuación, estos carbones se gasificaron con un 30 %v de agua en un reactor de lecho fijo de corriente descendente, en un rango de temperaturas entre 800 – 900 °C, hasta conversión completa. Se realizó un estudio cinético de la reacción teniendo en cuenta la distribución de productos gaseosos y la pérdida de peso, utilizando diversos modelos gas-sólido representativos, siendo el RPM el modelo más adecuado y preciso para predecir la reactividad de los carbones durante la gasificación con H2Ov. El seguimiento de la evolución de los gases permitió establecer la contribución de la reacción de water gas shift a la relación de H2/CO, así como dilucidar el mecanismo de reacción más probable, obteniéndose un modelo cinético que considera la contribución catalítica de la materia inorgánica, y que permite predecir la composición gaseosa y establecer las condiciones óptimas de producción de hidrógeno en el rango de condiciones estudiadas.