Desarrollo de un modelo cinético estadístico no isotérmico usando el método de Monte-Carlo para modelado de pirolisis de celulosa.

Quintero Velasco, Carlos Enrique

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
dspace.entity.type