Hernández Contreras, Luis FernandoGuerra Miranda, Juan David2020-06-092020-06-092020-06-05https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/2861En 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.INFORMACIÓN GENERAL DEL PROYECTO ......................................................................... 151.1 INTRODUCCIÓN ................................................................................................................. 161.2 OBJETIVOS .......................................................................................................................... 181.2.1 Objetivo General ................................................................................................................. 181.2.2 Objetivos específicos ........................................................................................................... 181.3 REVISIÓN DE LITERATURA .............................................................................................. 191.3.1 Carbón activado .................................................................................................................. 191.3.2 Grano de caucho reciclado, GCR ......................................................................................... 211.3.3 Pirolisis ............................................................................................................................... 221.3.4 Activación del carbón .......................................................................................................... 221.3.5 Reactor químico .................................................................................................................. 232 CONTENIDO METODOLÓGICO ........................................................................................... 242.1 METODOLOGÍA .................................................................................................................. 252.1.1 Establecer los parámetros que condicionan el diseño del reactor con base en modelos planteados en investigaciones previas. .......................................................................................... 252.1.2 Diseñar y construir el reactor de pirolisis a partir de los parámetros establecidos. ................. 262.1.3 Validar experimentalmente el reactor. .................................................................................. 273 DISEÑO DE UN REACTOR A ESCALA DE LABORATORIO PARA LA OBTENCIÓN DE CARBÓN ACTIVADO UTILIZANDO GRANO DE CAUCHO RECICLADO-GCR.................. 283.1 DIMENSIONAMIENTO DEL RECIPIENTE DE ALMACENAMIENTO ............................. 293.2 SELECCIÓN DEL SISTEMA DE CALENTAMIENTO ........................................................ 303.3 SELECCIÓN DEL SISTEMA DE AISLAMIENTO ............................................................... 313.4 SELECCIÓN DEL SISTEMA INYECTOR DE VAPOR DE AGUA Y ENFRIAMIENTO DE GASES ........................................................................................................................................ 314 CONSTRUCCIÓN Y PUESTA A PUNTO DE UN REACTOR A ESCALA DE LABORATORIO PARA LA OBTENCIÓN DE CARBÓN ACTIVADO UTILIZANDO GRANO DE CAUCHO RECICLADO-GCR .............................................................................................. 334.1 CONSTRUCCIÓN DEL RECIPIENTE .................................................................................. 344.2 SISTEMA DE AISLAMIENTO ............................................................................................. 344.3 SISTEMA DE CALENTAMIENTO ......................................................................................... 344.4 SISTEMA INYECTOR DE VAPOR DE AGUA Y ENFRIAMIENTO DE GASES ............... 354.5 SOPORTE DEL REACTOR .................................................................................................. 364.6 SISTEMA DE CONTROL ELECTRICO ............................................................................... 365 ANÁLISIS Y RESULTADOS .................................................................................................. 385.1 OBTENCIÓN DE CARBÓN ACTIVADO ............................................................................. 395.2 PRUEBA DE ABSORCIÓN DE AZUL DE METILENO ....................................................... 415.2.1 longitud de onda y concentraciones de los ensayos............................................................... 415.2.2 Ensayos con carbón activado ............................................................................................... 45CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 52RECOMENDACIONES .............................................................................................................. 548 BIBLIOGRAFÍA ...................................................................................................................... 559 ANEXOS .................................................................................................................................. 56ANEXO A- CÁLCULOS DE DISEÑO ........................................................................................ 56A1-MÓDULO DE REACCIÓN ................................................................................................... 56A1.1 cilindro porta-muestra: ......................................................................................................... 56A1.2 tapas de cierre del reactor .................................................................................................... 58A1.3 Bridas de unión porta-muestra a colector de cenizas ............................................................. 60A2-SISTEMA DE AISLAMIENTO TÉRMICO ........................................................................... 67A3-ESTUDIO TÉRMICO ............................................................................................................ 69ANEXO B- IMÁGENES CONSTRUCCIÓN Y PUESTA A PUNTO DEL REACTOR ............... 70B1-CONSTRUCCIÓN RECIPIENTE DE REACCIÓN ............................................................... 70B2-CONSTRUCCIÓN SISTEMA DE BOMBEO DE AGUA ...................................................... 74B3-CONSTRUCCIÓN SISTEMA ELÉCTRICOS ....................................................................... 75B4-CONSTRUCCIÓN MESA ..................................................................................................... 77B5-PUESTA A PUNTO Y PRUEBAS PILOTO DEL REACTOR ............................................... 78ANEXO C- PLANOS DEL REACTOR ....................................................................................... 80C1-IMAGEN DISEÑO ASISTIDO POR COMPUTADORA (CAD) DEL EQUIPO .................... 80C2-PLANO DEL CUERPO DEL REACTOR .............................................................................. 81C3-PLANO TAPA SUPERIOR ................................................................................................... 81C4-PLANO TAPA INFERIOR .................................................................................................... 82C5-PLANO PORTA CENIZAS ................................................................................................... 82C6-PLANO PORTA MUESTRAS ............................................................................................... 83C6-PLANO PORTA MESA ......................................................................................................... 84application/pdfspaCopyright Universidad de Córdoba, 2020Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccessAtribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)PirolisisCarbón activadoGCRActivación FísicaActivated carbonPyrolysisPhysical activityGCR