Gasificación catalítica a escala banco de residuos biomásicos para la generación de energía

Abstract

Un futuro sostenible para la humanidad exige el desarrollo de tecnologías que puedan resolver o mitigar actuales problemáticas mundiales, como la creciente demanda energética, el agotamiento de los recursos fósiles, el calentamiento global y la alta generación de residuos, como los biomásicos. Hay diversas tecnologías enmarcadas en los principios de la bioeconomía, en las que se aprovechan los residuos para generar bienes y/o servicios causando un menor o nulo impacto ambiental, como es la generación de bioenergía. La gasificación es un proceso termoquímico, en el que se transforma un material carbonoso en presencia de un agente gasificante generando principalmente gases. Esta tecnología tiene un gran potencial para la generación de energía, aunque presenta algunas limitantes a nivel técnico y económico debido al efecto nocivo del alquitrán, el cual baja la calidad del gas, limitando su aplicación. Sin embargo, hay métodos de acondicionamiento del gas que reducen el contenido de alquitrán, mejorando su calidad. Entre los métodos más destacados están los catalíticos, encontrando catalizadores con alta actividad en reacciones de reformado de alquitrán, pero con limitantes en su aplicación por sus altos costos, baja disponibilidad y desactivación; convirtiéndose en un tema de estudio para superar dichas limitantes y alcanzar la viabilidad de la tecnología. El propósito de esta tesis fue estudiar la tecnología de gasificación catalítica con catalizadores de bajo costo y reciclados, con el fin de gasificar residuos biomásicos para la generación de un gas con potencial para la generación de energía.

A sustainable future for the humankind demands for the development of technologies that can solve or mitigate some of the current world problems: the growing energy demand, the depletion of fossil fuel resources, the global warming and the large generation of waste, such as biomass residue. In this sense there exist many technologies based on the principles of bioeconomy, in which waste is used to generate goods and/or services, causing a low or no environmental impact. One important contributor to this bioeconomy is the generation of energy from biomass residues. Gasification comprises the thermochemical conversion of a carbonaceous material in the presence of a gasifying agent. Biomass gasification has great potential for power generation, although it has some technical and economic limitations. Tar pose the main technical problem, lowering the quality of the gas and limiting its application. However, there exist gas conditioning methods that reduce the tar content. One of the most promising alternatives for tar abatement is the use of catalysts in the gasification process. Some catalytic materials have good activity and selectivity for tar ad biomass cracking and tar reforming, reducing their content to acceptable levels and converting them into components of the gas fuel product. However, they are faced with challenging limitations of fast deactivation, low availability and high cost. This thesis had the purpose of studying the technology of catalytic gasification with low cots catalysts, with the purpose of gasify biomass residues for the generation of gas streams with the potential for generation of energy.