Nassini, Daniela (2021) Estudios fisicoquímicos de reacciones heterogéneas complejas. Su aplicación en el campo de la energía, los materiales y el ambiente / Physicochemical studies on complex heterogeneous reactions. Its application in the fields of energy, materials and the environment. Tesis Doctoral en Ciencias de la Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro.
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| PDF (Tesis) Español 27Mb |
Resumen en español
La gasificación de materiales sólidos carbonosos puede dividirse en dos etapas consecutivas: (1) la pirolisis del material de partida y (2) la gasificación del char resultante de la etapa anterior. En esta última, ocurren reacciones heterogéneas del C con el CO_2 y el H_2_O, a temperaturas superiores a 700 ºC y en una atmósfera reductora. Como resultado del proceso global, se obtiene un gas de síntesis (mezcla de CO y H_2), que puede emplearse como gas combustible para producir energía eléctrica, o bien como un material de partida en la síntesis de productos químicos (metanol, hidrógeno). En esta tesis se presenta un estudio teórico y experimental, a escala de laboratorio, sobre la factibilidad técnica de aplicar tecnologías de gasificación a una ortoasfaltita argentina, proveniente del yacimiento Fortuna IV, Neuquén. Para ello, se caracterizaron en detalle el material de partida y los productos intermedios del proceso. Luego, se analizaron los efectos de las condiciones de pirolisis sobre la estructura del char resultante y sobre la reactividad final a la oxidación y a la gasificación. A continuación, se estudiaron los mecanismos y la cinética de la gasificación con CO_2 y H_2_O y se obtuvieron las ecuaciones de las velocidades globales. Finalmente, se investigó la recuperación del vanadio presente en las cenizas por carbo-cloración, a fin de lograr un aprovechamiento integral del material de partida.
Resumen en inglés
Gasification of carbonaceous solid materials can be divided into two consecutive steps: (1) pyrolysis of the feeding material, and (2) gasification of the resulting char. This last step involves heterogeneous solid-gas reactions between carbon and CO_2 and H_2_O, at temperatures above 700 ºC and in a reducing atmosphere. As a result of this global process, a synthesis gas, which is a mixture of CO and H_2, is obtained. The synthesis gas can be used as combustible gas to produce electricity, or as a starting material in the synthesis of chemical products (methanol, hydrogen). In this thesis, a complete theoretical and experimental study on the technical feasibility of applying gasification technologies to an Argentine orthoasphaltite arising from the Fortuna IV deposit, Neuquén, was carried out at laboratory scale. For this purpose, the starting material and the intermediate products of gasification were characterized in detail. Then, the effects of pyrolysis conditions on the char structure and on the final reactivity to oxidation and gasification were analyzed. Following, the mechanisms and kinetics of the gasification reactions with CO_2 and H_2_O were studied, with the objective to find the velocity equations of the global process. Finally, the recovery of the vanadium contained in the orthoasphaltite ash through a carbo-chlorination process, was explored for an integral use of the feedstock.
| Tipo de objeto: | Tesis (Tesis Doctoral en Ciencias de la Ingeniería) |
|---|---|
| Palabras Clave: | Gasification; Gasificación; Pyrolysis; Pirolisis; Kinetics; Cinética; [Orthoasphaltite; Ortoasfaltita; Characterization; Caracterización] |
| Referencias: | Las referencias se encuentran al final de cada capítulo. |
| Materias: | Energía Física > Física de materiales |
| Divisiones: | Presidencia > Gcia. Complejo Tecnológico Pilcaniyeu > Fisicoquímica y control de calidad |
| Código ID: | 1216 |
| Depositado Por: | Marisa G. Velazco Aldao |
| Depositado En: | 28 Sep 2023 10:16 |
| Última Modificación: | 28 Sep 2023 10:16 |
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