Procesos de transporte de biomasa y carbonizados en hornos rotatorios

Los hornos rotatorios pueden emplearse adecuadamente en una gran cantidad de procesos químicos, entre los que se cuenta el procesamiento termoquímico de biomasa, que incluye la pirólisis, la gasificación y la combustión. En este trabajo se estudia la influencia de las principales variables de operación de los hornos rotatorios (ángulo de inclinación, velocidad de giro y grado de llenado) en los procesos de transporte de cargas a granel de biomasa y carbonizados de biomasa en hornos rotatorios. Estos hornos ofrecen ventajas para el procesamiento termoquímico de biomasa debido a su gran tolerancia para transportar materias primas con un amplio intervalo de variación en sus propiedades físicas y qíımicas. Los procesos de transporte de cargas a granel en hornos rotatorios se clasifican en dos grandes grupos, que cubren el movimiento transversal y el movimiento longitudinal de la carga. Se selecciona el cuesco de palma y sus carbonizados como materia prima de análisis para la comparación de los resultados experimentales y teóricos de simulación con el modelo matemático desarrollado. Inicialmente se presenta una revisión bibliográfica sobre los procesos de transporte en hornos rotatorios, que incluye los principales modelos matemáticos propuestos para simular los tiempos de residencia y el comportamiento de los sólidos en el reactor. Según este estudio se plantea un modelo matemático que permite simular los tiempos de residencia y los perfiles de altura del lecho de material en el horno rotatorio. Finalmente se presenta la sección experimental con la variación de los parametros relevantes del proceso y el análisis y la comparación de los resultados con los obtenidos mediante el modelo matemático planteado. Los resultados de este estudio permiten optimizar el diseño de los hornos rotatorios para los procesos de transformación termoquímica de biomasa, al permitir una adecuada determinación de los parámetros del transporte de las cargas a granel y sus efectos en el procesamiento. El principal campo de aplicación está asociado a la pirólisis mediante calentamiento indirecto y tasas de calentamiento intermedias, en los que se generan carbonizados y una fracción condensable (bioaceites) o gases combustibles, según las condiciones de operación. El procesamiento con calentamiento directo mediante procesos de combustión también ofrece ventajas para aplicaciones de generación de energía eléctrica y térmica, a la vez que permite el tratamiento térmico de residuos que exijen condiciones especiales para su adecuada disposición ambiental, como es el caso de los lodos obtenidos de las plantas de tratamiento de aguas residuales urbanas.