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Diseño y construcción de un reactor de pirolisis a escala de laboratorio para la obtención de carbón activado utilizando grano de caucho reciclado-gcr “un análisis experimental”

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dc.contributor.authorHernández Contreras, Luis Fernandospa
dc.contributor.authorGuerra Miranda, Juan Davidspa
dc.coverage.spatialMontería, Córdobaspa
dc.date.accessioned2020-06-09T17:20:10Zspa
dc.date.available2020-06-09T17:20:10Zspa
dc.date.issued2020-06-05spa
dc.description.abstractEn este trabajo de grado se diseñó y construyó un reactor de pirolisis a escala de laboratorio para la obtención de carbón activado y su posterior estudio, a partir de conceptos de diseño de máquinas y transferencia de calor. El proceso de producción consta de dos etapas, la primera llamada carbonización donde la materia prima es expuesta a un calentamiento gradual en un intervalo de tiempo que hace posible obtener un producto con alto contenido de carbón, el cual posteriormente es sometido a un proceso de activación física, utilizando vapor de agua como agente activador, aumentando de esta forma, la porosidad inicial del producto. Para la validación de este equipo se realizaron 5 pruebas en las cuales se variaron condiciones como temperatura de trabajo, tiempo de carbonización y tiempo de activación, para estudiar cómo afectan estos parámetros a las características finales del carbón activado. En este orden de ideas se utilizó la prueba de adsorción de azul de metileno a una longitud de onda de 610 nanómetros, variando la concentración de las disoluciones donde será agitado cada una de las muestras de carbón activado, también se utilizó el concepto de isoterma lineal de Langmuir para definir constantes como capacidad y velocidad de adsorción. En los análisis se encontraron que a medida que aumenta la temperatura y el tiempo de activación, de la misma forma lo hace la capacidad de adsorción donde encontraron valores de hasta 900 miligramos de adsorbato por cada gramo de este en la disolución. Cabe resaltar que como materia base para los procesos se utilizó grano de caucho reciclado (GCR), esto como alternativa para un manejo de estos residuos que se convierten en un problema medio ambiental.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameIngeniero(a) Mecánico(a)spa
dc.description.tableofcontentsINFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO ......................................................................... 15spa
dc.description.tableofcontents1.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 16spa
dc.description.tableofcontents1.2 OBJETIVOS .......................................................................................................................... 18spa
dc.description.tableofcontents1.2.1 Objetivo General ................................................................................................................. 18spa
dc.description.tableofcontents1.2.2 Objetivos específicos ........................................................................................................... 18spa
dc.description.tableofcontents1.3 REVISIÓN DE LITERATURA .............................................................................................. 19spa
dc.description.tableofcontents1.3.1 Carbón activado .................................................................................................................. 19spa
dc.description.tableofcontents1.3.2 Grano de caucho reciclado, GCR ......................................................................................... 21spa
dc.description.tableofcontents1.3.3 Pirolisis ............................................................................................................................... 22spa
dc.description.tableofcontents1.3.4 Activación del carbón .......................................................................................................... 22spa
dc.description.tableofcontents1.3.5 Reactor químico .................................................................................................................. 23spa
dc.description.tableofcontents2 CONTENIDO METODOLÓGICO ........................................................................................... 24spa
dc.description.tableofcontents2.1 METODOLOGÍA .................................................................................................................. 25spa
dc.description.tableofcontents2.1.1 Establecer los parámetros que condicionan el diseño del reactor con base en modelos planteados en investigaciones previas. .......................................................................................... 25spa
dc.description.tableofcontents2.1.2 Diseñar y construir el reactor de pirolisis a partir de los parámetros establecidos. ................. 26spa
dc.description.tableofcontents2.1.3 Validar experimentalmente el reactor. .................................................................................. 27spa
dc.description.tableofcontents3 DISEÑO DE UN REACTOR A ESCALA DE LABORATORIO PARA LA OBTENCIÓN DE CARBÓN ACTIVADO UTILIZANDO GRANO DE CAUCHO RECICLADO-GCR.................. 28spa
dc.description.tableofcontents3.1 DIMENSIONAMIENTO DEL RECIPIENTE DE ALMACENAMIENTO ............................. 29spa
dc.description.tableofcontents3.2 SELECCIÓN DEL SISTEMA DE CALENTAMIENTO ........................................................ 30spa
dc.description.tableofcontents3.3 SELECCIÓN DEL SISTEMA DE AISLAMIENTO ............................................................... 31spa
dc.description.tableofcontents3.4 SELECCIÓN DEL SISTEMA INYECTOR DE VAPOR DE AGUA Y ENFRIAMIENTO DE GASES ........................................................................................................................................ 31spa
dc.description.tableofcontents4 CONSTRUCCIÓN Y PUESTA A PUNTO DE UN REACTOR A ESCALA DE LABORATORIO PARA LA OBTENCIÓN DE CARBÓN ACTIVADO UTILIZANDO GRANO DE CAUCHO RECICLADO-GCR .............................................................................................. 33spa
dc.description.tableofcontents4.1 CONSTRUCCIÓN DEL RECIPIENTE .................................................................................. 34spa
dc.description.tableofcontents4.2 SISTEMA DE AISLAMIENTO ............................................................................................. 34spa
dc.description.tableofcontents4.3 SISTEMA DE CALENTAMIENTO ......................................................................................... 34spa
dc.description.tableofcontents4.4 SISTEMA INYECTOR DE VAPOR DE AGUA Y ENFRIAMIENTO DE GASES ............... 35spa
dc.description.tableofcontents4.5 SOPORTE DEL REACTOR .................................................................................................. 36spa
dc.description.tableofcontents4.6 SISTEMA DE CONTROL ELECTRICO ............................................................................... 36spa
dc.description.tableofcontents5 ANÁLISIS Y RESULTADOS .................................................................................................. 38spa
dc.description.tableofcontents5.1 OBTENCIÓN DE CARBÓN ACTIVADO ............................................................................. 39spa
dc.description.tableofcontents5.2 PRUEBA DE ABSORCIÓN DE AZUL DE METILENO ....................................................... 41spa
dc.description.tableofcontents5.2.1 longitud de onda y concentraciones de los ensayos............................................................... 41spa
dc.description.tableofcontents5.2.2 Ensayos con carbón activado ............................................................................................... 45spa
dc.description.tableofcontentsCONCLUSIONES ....................................................................................................................... 52spa
dc.description.tableofcontentsRECOMENDACIONES .............................................................................................................. 54spa
dc.description.tableofcontents8 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 55spa
dc.description.tableofcontents9 ANEXOS .................................................................................................................................. 56spa
dc.description.tableofcontentsANEXO A- CÁLCULOS DE DISEÑO ........................................................................................ 56spa
dc.description.tableofcontentsA1-MÓDULO DE REACCIÓN ................................................................................................... 56spa
dc.description.tableofcontentsA1.1 cilindro porta-muestra: ......................................................................................................... 56spa
dc.description.tableofcontentsA1.2 tapas de cierre del reactor .................................................................................................... 58spa
dc.description.tableofcontentsA1.3 Bridas de unión porta-muestra a colector de cenizas ............................................................. 60spa
dc.description.tableofcontentsA2-SISTEMA DE AISLAMIENTO TÉRMICO ........................................................................... 67spa
dc.description.tableofcontentsA3-ESTUDIO TÉRMICO ............................................................................................................ 69spa
dc.description.tableofcontentsANEXO B- IMÁGENES CONSTRUCCIÓN Y PUESTA A PUNTO DEL REACTOR ............... 70spa
dc.description.tableofcontentsB1-CONSTRUCCIÓN RECIPIENTE DE REACCIÓN ............................................................... 70spa
dc.description.tableofcontentsB2-CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA ...................................................... 74spa
dc.description.tableofcontentsB3-CONSTRUCCIÓN SISTEMA ELÉCTRICOS ....................................................................... 75spa
dc.description.tableofcontentsB4-CONSTRUCCIÓN MESA ..................................................................................................... 77spa
dc.description.tableofcontentsB5-PUESTA A PUNTO Y PRUEBAS PILOTO DEL REACTOR ............................................... 78spa
dc.description.tableofcontentsANEXO C- PLANOS DEL REACTOR ....................................................................................... 80spa
dc.description.tableofcontentsC1-IMAGEN DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA (CAD) DEL EQUIPO .................... 80spa
dc.description.tableofcontentsC2-PLANO DEL CUERPO DEL REACTOR .............................................................................. 81spa
dc.description.tableofcontentsC3-PLANO TAPA SUPERIOR ................................................................................................... 81spa
dc.description.tableofcontentsC4-PLANO TAPA INFERIOR .................................................................................................... 82spa
dc.description.tableofcontentsC5-PLANO PORTA CENIZAS ................................................................................................... 82spa
dc.description.tableofcontentsC6-PLANO PORTA MUESTRAS ............................................................................................... 83spa
dc.description.tableofcontentsC6-PLANO PORTA MESA ......................................................................................................... 84spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/2861spa
dc.language.isospaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.publisher.programIngeniería Mecánicaspa
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dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2020spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/spa
dc.subject.keywordsActivated carbonspa
dc.subject.keywordsPyrolysisspa
dc.subject.keywordsPhysical activityspa
dc.subject.keywordsGCRspa
dc.subject.proposalPirolisisspa
dc.subject.proposalCarbón activadospa
dc.subject.proposalGCRspa
dc.subject.proposalActivación Físicaspa
dc.titleDiseño y construcción de un reactor de pirolisis a escala de laboratorio para la obtención de carbón activado utilizando grano de caucho reciclado-gcr “un análisis experimental”spa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fspa
dc.type.contentTextspa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisspa
dc.type.redcolhttps://purl.org/redcol/resource_type/TPspa
dc.type.versioninfo:eu-repo/semantics/publishedVersionspa
dspace.entity.typePublication
oaire.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_16ecspa
oaire.versionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85spa
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