Procesos de transporte de biomasa y carbonizados en hornos rotatorios

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En este documento se presentan los resultados de varios proyectos de investigación realizados como parte de la cooperación académica desarrollada desde 1999 entre el Departamento de Termodinámica del Instituto de Ingeniería Térmica de la Universidad de Kassel, en Kassel, Alemania y el Departamento de Ingeniería Mecánica y Mecatrónica de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Colombia, en Bogotá, Colombia. 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. 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 parámetros 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 dieseño 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.