Catalytic pyrolysis of the Empty Fruit Bunches of the Oil Palm and the Sugarcane Bagasse: Non-Isothermal Thermogravimetric Kinetic Analysis

Abstract

Se investigó la cinética de la pirólisis catalítica de los racimos de frutos vacíos de la palma aceitera (RFV) y del bagazo de caña de azúcar (BCA), usando el análisis termogravimétrico no isotérmico. Se aplicaron dos métodos isoconversionales el método diferencial de Friedman y el método integral de Ozawa-Flynn-Wall. Se evaluaron cinco catalizadores: Catalizador de equilibrio de FCC (Z2), ZSM-5 en pellet (Z3), zeolita ZSM-5 en pellet esférico (Z4), Zeolita Y en polvo (Z5) y zeolita ZSM-5 en polvo (Z6). Se calculo la energía de activación en la pirólisis de la biomasa con y sin catalizador. La biomasa con un tamaño de partícula entre 177 a 250 µm se mezcló con una cantidad igual de catalizador (tamaño de partícula menor a 250 µm). En el analizador termogravimétrico se calentó de 30 °C a 900 °C en condiciones no isotérmicas a cuatro regímenes de calentamiento 5, 10, 15 y 20 °C/min respectivamente, empleando nitrógeno a 60 cm3/min como gas inertizante. Respecto al BCA se obtuvo que el catalizador Z2 tenía la energía de activación más baja y de 123.26 kJ/mol (OFW) y 123.91 kJ/mol (Friedman) y el BCA sin catalizador 139.57 kJ/mol (OFW) y 147.88 kJ/mol (Friedman) lo que indica que es el más útil para la pirólisis catalítica del BCA. En la pirólisis de los RFV se obtuvo valores de la energía de activación de 158.19 kJ/mol (OFW) y 146.56 kJ/mol (Friedman) sin catalizador y que el catalizador Z2 tuvo los menores valores de la energía de activación, 114.48 kJ/mol (OFW) y 102.55 kJ/mol (Friedman) respectivamente, lo que indica que es el adecuado para la pirólisis catalítica de los RFV. El catalizador con mayor energía de activación fue el Z5 para ambas biomasas y ambos métodos (OFW y Friedman). Para el BCA se obtuvo valores de 168.47 kJ/mol (OFW) y 168.42 kJ/mol (Friedman) y para los RFV 163.77 kJ/mol (OFW) y 189.27 kJ/mol (Friedman).