Desarrollo de un modelo cinético estadístico no isotérmico usando el método de Monte-Carlo para modelado de pirolisis de celulosa.
dc.contributor.advisor | Rueda Ordoñez, Yesid Javier | |
dc.contributor.advisor | Carrier, Marion | |
dc.contributor.advisor | Eibner, Simon | |
dc.contributor.author | Quintero Velasco, Carlos Enrique | |
dc.contributor.evaluator | Morales Medina, Giovanni | |
dc.contributor.evaluator | Ordoñez Sepulveda, Ivan Dario | |
dc.date.accessioned | 2023-05-23T18:13:53Z | |
dc.date.available | 2023-05-23T18:13:53Z | |
dc.date.created | 2023-05-17 | |
dc.date.issued | 2023-05-17 | |
dc.description.abstract | Las enormes emisiones de gases de efecto invernadero están provocando el calentamiento global, esto se debe al uso de combustibles fósiles durante la generación de energía. Una alternativa a los combustibles fósiles es la biomasa, que puede proporcionar combustibles sólidos, líquidos y gaseosos que permiten la generación de energía térmica y eléctrica. La pirólisis es un proceso de degradación térmica que permite la transformación de la biomasa en biogás, biocombustible o biocarbón para producir energía. Los modelos cinéticos agrupados se centran en la cantidad de productos de pirólisis y requieren solo tres parámetros principales: energía de activación, factor preexponencial y modelo de reacción y estos pueden determinarse mediante análisis termogravimétrico (TGA). Sin embargo, la mayoría de los métodos tradicionales para resolver estos modelos son aproximaciones numéricas para sistemas no isotérmicos, mientras que los métodos estadísticos convierten la expresión en una función de densidad de probabilidad cuyo principal parámetro son los parámetros cinéticos, permitiendo la estimación de intervalos de confianza. El objetivo principal de este proyecto fue desarrollar un método cinético estadístico usando un modelo reaccional agrupado con el algoritmo Monte-Carlo usando parámetros cinéticos obtenidos por el método de iso-conversion usando información de pirólisis de biomasa de celulosa aislada obtenida de TGA a cuatro velocidades de calentamiento diferentes para calcular los parámetros cinéticos, se desarrolló el algoritmo en Matlab y se comparó el ajuste con los datos experimentales y se utilizó un método de ajuste para estimar los parámetros cinéticos que lo mejoran. Los resultados muestran que el modelo cinético elegido permite la implementación del algoritmo Monte-Carlo para estimar la conversión en valores de tiempo específicos y la relación con el requerimiento de números aleatorios y temperatura. | |
dc.description.abstractenglish | The huge emissions of greenhouse gases are causing global warming, this is due to the use of fossil fuels during energy generation. An alternative to fossil fuels is biomass, it can provide solid, liquid and gases fuels allowing heat and electricity energy generation. Pyrolysis is a thermal degradation process which allows transformation of biomass into biogas, biofuel, or biochar to produce energy. Lumped kinetic models focus on the quantity of the pyrolysis products and just require three main parameters: energy activation, preexponential factor and reaction model and can be determined by thermogravimetric analysis (TGA). However, most of the traditional methods to solve these models are numerical approximations for non-isothermal systems, while statistical methods become the expression into a probability density function which main parameter are the kinetic parameters, allowing the estimation of confident intervals. The main objective of this project was developing a statistical kinetic method using a lumped reactional model with the Monte-Carlo algorithm using kinetic parameters obtained from iso-conversional methods using isolated cellulose biomass pyrolysis information obtained from TGA at four different heating rates to calculate the kinetic parameters, the algorithm was developed in Matlab and the adjustment was compared with the experimental data and a fitting method was used to estimate the kinetic parameters which improve the adjustment. The results show that the chosen kinetic model allows the implementation of the Monte-Carlo algorithm to estimate conversion at specific time values and the relation with the requirement of random numbers and temperature. | |
dc.description.degreelevel | Pregrado | |
dc.description.degreename | Ingeniero Químico | |
dc.format.mimetype | application/pdf | |
dc.identifier.instname | Universidad Industrial de Santander | |
dc.identifier.reponame | Universidad Industrial de Santander | |
dc.identifier.repourl | https://noesis.uis.edu.co | |
dc.identifier.uri | https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14312 | |
dc.language.iso | eng | |
dc.publisher | Universidad Industrial de Santander | |
dc.publisher.faculty | Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas | |
dc.publisher.program | Ingeniería Química | |
dc.publisher.school | Escuela de Ingeniería Química | |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
dc.rights.accessrights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
dc.rights.coar | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |
dc.rights.creativecommons | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) | |
dc.rights.license | Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) | |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
dc.subject | Pirólisis | |
dc.subject | Modelado | |
dc.subject | Estadística | |
dc.subject | Celulosa | |
dc.subject | Cinética | |
dc.subject.keyword | Pyrolysis | |
dc.subject.keyword | Modeling | |
dc.subject.keyword | Statistical | |
dc.subject.keyword | Cellulose | |
dc.subject.keyword | Kinetic | |
dc.title | Desarrollo de un modelo cinético estadístico no isotérmico usando el método de Monte-Carlo para modelado de pirolisis de celulosa. | |
dc.title.english | Development of a statistical non-isothermal kinetic model using the monte-carlo method for modeling cellulose pyrolysis | |
dc.type.coar | http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f | |
dc.type.hasversion | http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce | |
dc.type.local | Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado | |
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