Análisis cinético de la descomposición térmica de Sargassum spp como fuente renovable de energía

Abstract

The objective of this research is the kinetic characterization of the pyrolysis process of the macroalga Sargassum spp., starting with the characterization of the physical-chemical properties that the material contains through a proximal analysis (moisture, ash, volatile material and fixed carbon), ash microanalysis (metal content), elemental analysis (CHONS) and calorific value, especially the higher one (HHV) because thanks to these data it can be known if sargassum is a good candidate for energy production and/or other products Next, a thermogravimetric study (TGA-DTG) is carried out that will graphically indicate the stages of thermal detection of the primary constituents of sargassum, throughout the range of time and temperature from ambient to 1100°C in a range of heating rates (β) of 10 – 40°C/min and 0.10 – 0.90 of conversion (α) to formulate with this information obtained mathematical models from the application of six models kinetics that will generate the main kinetic parameters corresponding to the pyrolysis process: the activation energy (Ea) and the pre-exponential factor (A) and consequence coefficient (R2). Therefore, the changes in enthalpy (ΔH), Gibbs free energy (ΔG) and entropy (ΔS) are calculated. Using infrared spectrometry (FT-IR), the functional groups of sargassum were obtained.

En esta investigación se tiene como objetivo la caracterización cinética del proceso de pirólisis de la macroalga Sargassum spp., comenzando con la caracterización de las propiedades físico-químicas que contiene el material mediante un análisis proximal (humedad, cenizas, material volátil y carbono fijo), microanálisis de cenizas (contenido de metales), análisis elemental (CHONS) y poder calorífico, especialmente el superior (HHV) debido a que gracias a estos datos puede saberse si el sargazo es un buen candidato para la producción de energía y/u otros productos. Enseguida se realiza un estudio termogravimétrico (TGA-DTG) que indicará gráficamente las etapas de descomposición térmica de los constituyentes primarios del sargazo, en todo el rango de tiempo y temperatura desde la ambiente hasta 1100°C en un rango de tasa de calentamiento (β) de 10 – 40°C/min y 0.10 – 0.90 de conversión (α) para formular con esta información obtenida modelos matemáticos a partir de la aplicación de seis modelos cinéticos que generarán los principales parámetros cinéticos correspondientes al proceso de pirólisis: la energía de activación (Ea) y el factor pre-exponencial (A) y coeficiente de correlación (R2). Por consiguiente, se calculan las variaciones de entalpía (ΔH), energía libre de Gibbs (ΔG) y entropía (ΔS). Usando espectrometría infrarroja (FT-IR) se obtuvieron los grupos funcionales del sargazo.