Obtención de Combustible Alternativo Mediante Pirólisis de ...
RECICLAJE DE PLÁSTICO MEDIANTE PIRÓLISIS PARA LA OBTENCIÓN...
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Se presentan los resultados experimentales de la conversión de residuos plásticos en hidrocarburos líquidos, mediante el proceso de pirólisis. Los hidrocarburos obtenidos fueron caracterizados para obtener sus propiedades físico-químicas y se analiza su efecto en las prestaciones de un motor de combustión interna cuando se usan mezclados en diferentes proporciones con diesel normal. Se demuestra que es posible usar estos combustibles sin deterioro en las prestaciones de estos motores. RESUMEN RECICLAJE DE PLÁSTICO MEDIANTE PIRÓLISIS PARA LA OBTENCIÓN DE COMBUSTIBLE PARA MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA J.M. Riesco-Ávila 1 , J.M. García-Guendulain 1 & A.E. Mendoza-Rojas 1 1 Departamento de Ingeniería Mecánica, División de Ingenierías, Campus Irapuato-Salamanca Universidad de Guanajuato. Carretera Salamanca-Valle de Santiago, km 3.5+1.8; Comunidad de Palo Blanco, CP 36885 Salamanca, Gto., México, e-mail: [email protected]. METODOLOGÍA En la Figura 1 se muestra un diagrama esquemático del reactor tipo semi-batch utilizado en este proyecto. Los residuos plásticos son introducidos al reactor y son sometidos a un proceso de calentamiento en ausencia de oxígeno. Cuando se alcanzan las temperaturas de descomposición de los residuos, éstos son evaporados y posteriormente condensados en el depósito con agua. Una vez concluido el proceso, el hidrocarburo líquido es drenado del depósito. RESULTADOS BIBLIOGRAFÍA 1. Castells E. y Jurado L. (2012). Los plásticos residuales y sus posibilidades de valoración. Madrid: Díaz de Santos. 2. Cornish L. (1997). El ABC de los plásticos. Universidad Iberoamericana. 3. El reciclaje de los plásticos. 14/09/2016, de Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) Sitio web. 4. (2012). Los residuos sólidos. 14/09/2016, de Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) Sitio web. 5. Hopewell J., Dvorak R., and Kosior E. (2009). Plastics recycling: challenges and opportunities. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci., Vol.364, Issue 1526, p.2115–2126. PIROLIZADOR Tipo de polímero Líquido Cera Carbón Gases Agua [%] EPS (450°C) 69,0 0,0 5,0 11,0 15,0 PP (450°C) 75,0 8,0 0,0 4,0 13,0 HDPE (400°C) 18,0 66,0 6,0 2,0 8,0 Productos obtenidos de la pirólisis Propiedades Combustible PCS PCI Densidad Viscosidad [MJ/kg] [MJ/kg] [kg/m 3 ] [Pa.s] DIESEL 46,3 43,1 816 0,204 EPS (450°C) 41,4 39,4 927 0,185 PP (450°C) 43,2 40,8 765 0,396 HDPE (400°C) 43,5 41,0 757 0,153 Propiedades de los combustibles usados en el MCI Combustible PCS [MJ/kg] PCI [MJ/kg] Densidad [kg/m 3 ] Diesel 46,3 43,1 816 PP (450°C) 43,2 40,8 765 Mezcla 80-20 46,4 42,5 806 Mezcla 60-40 46,6 42,3 796 Mezcla 40-60 46,7 41,6 787 Resultados de las pruebas en el MCI CONCLUSIONES Del PP es de donde se recupera la mayor cantidad de combustible líquido, siendo el 75% de la masa total introducida en el pirolizador; del EPS se recupera el 69% y del HDPE sólo el 18%. El hidrocarburo obtenido del EPS no es adecuado para su uso en MCI, ya que sus principales componentes son aromáticos (estireno, etilbenceno, tolueno, cumeno y benceno). Se demuestra que es posible usar combustibles derivados de la pirólisis de desechos de PP y HDPE, mezclados con diesel regular, en MCI, logrando rendimientos similares a los que se tienen cuando se usa el combustible convencional, como el diesel. Figura 1 Los plásticos suponen una grave amenaza para el medio ambiente por dos motivos principales; su utilización masiva en todo tipo de productos y su lenta degradación. Se estima que tarda unos 180 años en descomponerse, aunque este periodo varía en función del tipo de plástico. Los plásticos representan más del 12% de la cantidad de residuos sólidos urbanos, un aumento espectacular desde 1960, cuando los plásticos fueron menos del 1% del flujo de residuos. En México, los estados con mayor generación de plástico son el estado de México, con 22.6%; Puebla, con 10.8%; Guanajuato, con 9.7% y Jalisco, con 9.0%. Los residuos plásticos son uno de los recursos más prometedores para la producción de combustible debido a su alto poder calorífico y a su creciente disponibilidad. Este proyecto se origina de la necesidad de recuperar deshechos plásticos que en la actualidad no son recuperables por los métodos tradicionales, como es el caso de los desechos de EPS contaminados con restos de alimentos, o el PP utilizado en el sector agrícola, contaminado con fertilizantes y pesticidas, ocasionando problemas sociales y medioambientales. JUSTIFICACIÓN
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Se presentan los resultados experimentales de la conversión de residuos plásticos
en hidrocarburos líquidos, mediante el proceso de pirólisis. Los hidrocarburos
obtenidos fueron caracterizados para obtener sus propiedades físico-químicas y
se analiza su efecto en las prestaciones de un motor de combustión interna
cuando se usan mezclados en diferentes proporciones con diesel normal. Se
demuestra que es posible usar estos combustibles sin deterioro en las
prestaciones de estos motores.
RESUMEN
RECICLAJE DE PLÁSTICO MEDIANTE PIRÓLISIS PARA LA
OBTENCIÓN DE COMBUSTIBLE PARA MOTORES DE
COMBUSTIÓN INTERNA
J.M. Riesco-Ávila1, J.M. García-Guendulain1 & A.E. Mendoza-Rojas1
1Departamento de Ingeniería Mecánica, División de Ingenierías, Campus Irapuato-Salamanca
Universidad de Guanajuato.
Carretera Salamanca-Valle de Santiago, km 3.5+1.8; Comunidad de Palo Blanco, CP 36885
Salamanca, Gto., México, e-mail: [email protected].
METODOLOGÍA
En la Figura 1 se muestra un diagrama esquemático del reactor tipo semi-batch
utilizado en este proyecto. Los residuos plásticos son introducidos al reactor y son
sometidos a un proceso de calentamiento en ausencia de oxígeno. Cuando se
alcanzan las temperaturas de descomposición de los residuos, éstos son
evaporados y posteriormente condensados en el depósito con agua. Una vez
concluido el proceso, el hidrocarburo líquido es drenado del depósito.
RESULTADOS BIBLIOGRAFÍA
1. Castells E. y Jurado L. (2012). Los plásticos residuales y sus posibilidades de
valoración. Madrid: Díaz de Santos.
2. Cornish L. (1997). El ABC de los plásticos. Universidad Iberoamericana.
3. El reciclaje de los plásticos. 14/09/2016, de Universidad Autónoma
Metropolitana (UAM) Sitio web.
4. (2012). Los residuos sólidos. 14/09/2016, de Secretaría de Medio Ambiente y
Recursos Naturales (SEMARNAT) Sitio web.
5. Hopewell J., Dvorak R., and Kosior E. (2009). Plastics recycling: challenges
and opportunities. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci., Vol.364, Issue 1526,
p.2115–2126.
PIROLIZADOR
Tipo de polímeroLíquido Cera Carbón Gases Agua
[%]
EPS (450°C) 69,0 0,0 5,0 11,0 15,0
PP (450°C) 75,0 8,0 0,0 4,0 13,0
HDPE (400°C) 18,0 66,0 6,0 2,0 8,0
Productos obtenidos de la pirólisis
Propiedades
CombustiblePCS PCI Densidad Viscosidad
[MJ/kg] [MJ/kg] [kg/m3] [Pa.s]
DIESEL 46,3 43,1 816 0,204
EPS (450°C) 41,4 39,4 927 0,185
PP (450°C) 43,2 40,8 765 0,396
HDPE (400°C) 43,5 41,0 757 0,153
Propiedades de los combustibles usados en el MCI
CombustiblePCS
[MJ/kg]
PCI
[MJ/kg]
Densidad
[kg/m3]
Diesel 46,3 43,1 816
PP (450°C) 43,2 40,8 765
Mezcla 80-20 46,4 42,5 806
Mezcla 60-40 46,6 42,3 796
Mezcla 40-60 46,7 41,6 787
Resultados de las pruebas en el MCI
CONCLUSIONES
Del PP es de donde se recupera la mayor cantidad de combustible líquido,
siendo el 75% de la masa total introducida en el pirolizador; del EPS se
recupera el 69% y del HDPE sólo el 18%.
El hidrocarburo obtenido del EPS no es adecuado para su uso en MCI, ya que
sus principales componentes son aromáticos (estireno, etilbenceno, tolueno,
cumeno y benceno).
Se demuestra que es posible usar combustibles derivados de la pirólisis de
desechos de PP y HDPE, mezclados con diesel regular, en MCI, logrando
rendimientos similares a los que se tienen cuando se usa el combustible
convencional, como el diesel.Figura 1
Los plásticos suponen una grave amenaza para el medio ambiente por dos
motivos principales; su utilización masiva en todo tipo de productos y su lenta
degradación. Se estima que tarda unos 180 años en descomponerse, aunque
este periodo varía en función del tipo de plástico. Los plásticos representan más
del 12% de la cantidad de residuos sólidos urbanos, un aumento espectacular
desde 1960, cuando los plásticos fueron menos del 1% del flujo de residuos. En
México, los estados con mayor generación de plástico son el estado de México,
con 22.6%; Puebla, con 10.8%; Guanajuato, con 9.7% y Jalisco, con 9.0%.
Los residuos plásticos son uno de los recursos más prometedores para la
producción de combustible debido a su alto poder calorífico y a su creciente
disponibilidad.
Este proyecto se origina de la necesidad de recuperar deshechos plásticos que en
la actualidad no son recuperables por los métodos tradicionales, como es el caso
de los desechos de EPS contaminados con restos de alimentos, o el PP utilizado
en el sector agrícola, contaminado con fertilizantes y pesticidas, ocasionando
problemas sociales y medioambientales.
JUSTIFICACIÓN
