Modelo matemático de la pirolisis intermedia de cauchos de llantas en un reactor a lecho fijo

Abstract

Actualmente uno de los principales problemas es la acumulación de llantas desecho generadas por el incremento del uso de vehículos, su eliminación inadecuada puede contaminar el ambiente. La llanta está hecha de material con alto contenido de carbón fijo y volátil, el cual puede valorizarse en procesos termoquímicos para la producción de combustible líquido, gas y sólido o carbón activo. El desarrollo de un modelo de pirólisis es una herramienta útil en la industria porque puede ayudar a predecir rendimientos de diferentes productos sin necesidad de realizar nuevos ensayos experimentales. Para ello, es importante tener en cuenta los fenómenos cinéticos adecuadamente. Se realizó un estudio cinético de la descomposición del caucho de llanta, no obstante el objetivo es desarrollar un modelo matemático para la pirólisis del caucho de llanta (TR), considerando un mecanismo de reacción en el cual se incluyen sus tres polímeros hidrocarbonados: caucho natural (NR), butadieno (BR) y estireno-butadieno (SBR). Los parámetros cinéticos fueron calculados usando medidas de flujo de calor de muestras de caucho expuestas a un perfil térmico controlado (5°C/min) en atmósfera de nitrógeno en un DSC. El mecanismo de reacción propuesto está constituido por dos etapas principales: reacciones de entrecruzamiento-ciclización (endotérmica) y reacciones de depolimerización (endotérmica), una tercera etapa fue observada para NR a altas temperaturas debido a posibles reacciones de craqueo. El modelo desarrollado, tiene en cuenta balances de materia y energía, este modelo fue validado usando llanta pulverizada (tamaño de partícula<1mm) en un reactor de lecho fijo a escala piloto en atmósfera de nitrógeno (1barg) y temperaturas entre 400 y 600°C. Sin embargo la comparación de rendimientos de productos experimental y simulado, muestra que el peso molecular varía con la temperatura siendo esta variable operacional la que más influye o estadísticamente significante en el proceso.