Producción y utilización de aceite de pirólisis

productos químicos derivados

y combustibles de 2da generación

Presentación Ing. Raul Wainsten

INTI – 15 de Octubre 2008

PIRÓLISIS es la degradación térmica, en ausencia de

oxígeno, de los componentes poliméricos de la biomasa,

principalmente hemi , holo-celulosa y lignina

Líquido Carbón Gas

PIRÓLISIS RAPIDA 75% 12% 13%

Temperatura moderada aprox 400ºC corto tiempo de residencia

PIRÓLISIS LENTA 30% 35% 35%

Temperaturas mas moderadas largos tiempos de residencia

GASIFICACIÓN 5% 10% 85%

Alta temperatura (mayor a 800ºC) alquitrán

vapor con alto tiempo de residencia

Bioaceite es el producto de la condensación

de los gases de la pirólisis de biomasa celulósica

Temperaturas aplicadas 400 a 650oC –

Ausencia del oxígeno –

Enfriamiento rápido–

Biomasa seca (máximo 10% de humedad) malla 2 a 4 mm

QUE ES EL BIO ACEITE ( BIO OIL) ?

¿Qué son los Bioaceites?

Son un complejo de microemulsiones que abarcan :

partículas de carbón, materiales cerosos, gotitas acuosas.

Las micelas se formaron de compuestos pesados en una matriz de

holocelulosa y derivados mezclados con agua.

Los Bioaceites son líquidos marrones oscuros

Inmiscibles en aceites de petróleo

Algunos son solubles en alcohol

Un Bioaceite típico puede contener más de 200 compuestos químicos

COMPOSICIÓN TÍPICA PROMEDIO

agua

aldehídos y cetonas

azúcares

ácidos carboxílicos

fenoles

lignina

10- 25%

15- 35%

6- 10%

15- 35%

6- 15%

15- 30%

PIRÓLISIS

LENTA RAPIDA

COMBUSTIBLES

LÍQUIDOS

GAS

POBRECARBÓN

VEGETAL

CARBON

VEGETAL

GAS

RICO

COMBUSTIÓN

GASIFICACIÓN

CARBON

ACTIVADO

COMBUSTIÓN

GASIFICACIÓN

BIO ACEITE

GAS

DE SINTESIS

METANOL

INGERWA

BIO MASA

Recoleccion y Acopio

Chipeteado – Secado . Molienda

PIROLISIS

BIO ACEITE ( BIO OIL)

ACOPIO PARA EXPORTACION

DESTILERIAS

CRACKING CATALITICO. FISCHER TROPSCH

CARBON ( CHAR )

BRIQUETEADO, PELLETEADO, MOLIDO

SECADEROS CALDERAS,

GRUPOS ELECTROGENOS

TURBINAS

DESOLVENTIZACION

ACTIVACION

CARBON ACTIVADOPELLETEADO,,GRANULADO, EN POLVO

DIESEL VERDE

GASOLINA VERDE

Abedul, Alamo, Eucalipto ,

Pino Spruce, Aspen, Abeto,

Roble, Quebracho Blanco,

Vinal, Caldén, Algarrobo

Residuos de la explotación maderera

como ser cortezas, ramas, hojas,

aserrín y virutas de pino,

eucalíptus, álamo

Turba de Hasselfors, Carbon draw mill,

Turba, Coque estacionado,

Finos de carbón, Carbón Sub A,

Carbón Bituminoso A,

Carbones y Carbonillas Vegetales. Lignito.

Desechos vegetales en general

Pellets de maderas

Pellets de harinas desgrasadas

(soja, girasol, tung, colza, maní)

Miscanthus, Pastura de junco amarillo,

Caña de Azucar, Bagazo, Caña Coihue

Residuos de Caña de Azucar (SCAR),

cáscaras y pulpa de cítricos,

Granos de café, Residuos de palma,

Frutas y Frutales en General

Algas

Residuos de las plantas de clasificación de granos y extractoras de aceites.

Fracción orgánica

de los Residuos

Sólidos Urbanos RSUO

MATERIAS PRIMAS PARA ELABORAR BIOACEITE

ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO DE UNA PLANTA PRODUCTORA DE

BIOACEITE Y CARBÓN, MEDIANTE LA PIRÓLISIS RAPIDA DE BIOMASAS

DIVERSAS

Diagrama de Flujo

CHIPETEADOREDUCCION DE TAMAÑO PRIMARIA

RECOLECCION

DE BIOMASA

SECADO

MOLIENDAREDUCIION DE TAMAÑO FINAL

ALIMENTACION

BIOMASA

REACTOR

GAS DE PIROLISIS SEPARADOR

CICLONICO

GAS SIN

CONDENSAR

CARBON

(CHAR)

CONDENSADOR BIOACEITE

GAS NO

CONDENSABLE

COMPRESOR

INTERCAMBIADOR DE CALOR

QUEMADOR

VENTEO

PLANTA PORTÁTIL PRODUCTORA DE BIOACEITE

CAPACIDAD 60 M3/ MES

INGERWA Modelo a Escala 1:20

Rendimientos de producción del Bioaceite

El Carbón y los Gases de Reciclo pueden ser utilizados como combustible

para proporcionar el calor del proceso de pirolisis

Condensado Orgánico

Carbón

Gases (CO, CO2, CH4)

Agua

40 - 65%

10 - 20%

10 - 30%

10 - 25%

INGERWA

Bamboo Tuloide, seco y molido

ENSAYOS CON BAMBOO

Acuerdo entre

GER-EBA ( FI-UBA )

GRUPO ENERGIA RENOVABLES

ENSAYOS BIO ACEITES

Ing Raúl Wainsten

Julio 2008

Vista planta piloto GER-EBA ( FI – UBA )

Vista planta piloto GER- EBA ( FI- UBA )

Ensayo de pirólisis

Bamboo Tuloide

Ensayo de

Pirólisis con

Bamboo Vitata

Ensayo de

Pirólisis con

Bamboo Vitata

Reactor de Pirólisis Rápidaescala laboratorio

capacidad 6 lts

Bio Aceite de Pirolisis

de Bamboo Vitata

Rendimiento de productos químicosmáximos reportados , % p/p

Ejemplos de aplicación

BIOACEITE CRUDO BIOACEITE PROCESADO

•Combustible ( comercial)

•Combustible para

transporte

•Hidrógeno

•Fertilizante de liberación lenta

•Control de emisiones

•Anti congelante

•Preservativo de maderas

•Precursor de resinas

•Aditivo para carnes ahumadas

•Descongelante

•Precursor de resinas

•Hidrógeno

•Aditivo de Combustibles

PRODUCTOS QUIMICOS ESPECIFICOS

•Acido Acético Comercial

•Hidroxi acetaldehido

•Levoglucosan

•Levoglucosanona

•Maltol

USOS INDUSTRIALES DEL BIOACEITE (Bio Oil)

La alta reactividad de los compuestos que integran el BIOACEITE (Bio Oil)

permiten utilizarlo para desarrollar la fabricación de productos químicos de

uso industrial como ser:

Gas de síntesis: el BIOACEITE (Bio Oil) puede ser fácilmente convertible

en gas de síntesis del que se puede fabricar una amplia gama de productos

químicos como : metanol, amoníaco,

Mezclado con alcoholes: se obtiene un mejoramiento en el

Comportamiento de los alcoholes como combustible.

Fabricación de ácido acético, glioxal, acetol, ácido fórmico, químicos

aromáticos, solventes , mejoradores de octano, resinas, barnices.

Conservantes de madera, desinfectantes.

Refinación y extracción de los siguientes

compuestos químicos:Hidroxi-acetaldehído (agente de brillo en la industria papelera,

reemplazante de la glioxalina)

Levoglucosan: aplicacion potencial en síntesis química, polímeros

especiales, resinas y sufractantes.

Levoglucosanona: uso en aditivos, pesticidas y solventes

Resinas : la lignina contenida en el BIOACEITE ( Bio Oil ) puede

reemplazar el uso de fenol, también puede reemplazar los polioles en las

formulaciones con poliuretano.

El BIOACEITE ( Bio Oil ) reaccionado con amoníaco, urea u otro amino

compuesto resulta un efectivo fertilizante de liberación lenta.

Agente de flotación de sulfuros metálicos, en reemplazo del aceite de pino.

Poder Calorífico de Distintos Combustibles

kcal/kg

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

6.0007.000

8.000

9.000

10.000

11.000

12.000

13.000

14.000

Gas

natural

Acetile

no

Prop

ano

Gas

olina

Butano

Gas

oil

Fuelo

il

Bio Ac

eite

Antra

cita

Coque

Gas

de alu

mbrad

o

Alco

hol d

e 95

º

Lign

ito

Turba

Hulla

Bioaceite como combustible de

calderas y secaderos

Dendro Energy y Co-Generación

Utilización de Bioaceite puro o en mezcla de carbón

Ensayos y escala industrial, en operación en:

Malasia, Finlandia, India,Canadá, España, Holanda, etc.

Empresas: Enzyn , Dynamotive,

TGV, NREL, Red Arrow

Unión Fenoza, Sulzer, ENCE

Lurgi – Choren

UOP-Honeywell

Bioaceite como combustible

de turbinas

Exitosas pruebas en turbinas alimentadas con

Bioaceite puro o combinado con JP-4 o Gasoil

Plantas funcionando con Bioaceite puro

alimentando una turbina produciendo E.E. :

Dynamotive-Orenda, Unión Fenoza

Comparación del Impacto Ambiental

del Gasoil de Petróleo con Biocombustibles

ANALISIS DE CICLO DE VIDA

ACTIVIDAD CLIMATICA DEL CO2

PRODUCIDO POR LOS COMBUSTIBLES

CH4 en el Planeta

Vista desde el espacio de la distribición de Metano sobre el planeta INGERWA

Fertilizantes

Reacción de Bioaceite o vapores de pirolisis

incorporan 10% de Nitrógeno en fertilizantes

biodegradables

Producción de Fertilizantes de Liberación Lenta

RESINAS Y ADHESIVOS

INVESTIGACIONES PARA LA SUSTITUCION DE FENOLES

DE PETROLEO EN LA ELABORACION DE

TABLEROS DE MADERA TERCIADA

PRESERVACION DE MADERA

Muchas investigaciones han demostrado las

propiedades sinergéticas del Bioaceite como

funguicida y un potencial sustituto de la creosota

El pentaclorofenol es 10 veces mas activo

combinado con Bioaceite

RESUMEN DE APLICACIONES

PARA EL BIOACEITE

BIO ACEITE ( Bio Oil ) CRUDO

CALDERA Refinado Gasificación Reformado

SINTESIS

SEPARACION

MOTOR

TURBINA

CALOR Electricidad Combustible para

transporte, etcH2 Prod.Químicos

CONCEPTOS DE BIO REFINERIAPRODUCCION INTEGRADA DE COMMODITIES Y PRODUCTOS

QUIMICOS DE ALTO VALOR , A LA PAR DE COMBUSTIBLES Y ENERGIA

USO OPTIMIZADO DE RECURSOS , MAXIMIZANDO RESULTADOS DE

PRODUCCION, MAXIMIZANDO BENEFICIOS Y MINIMIZANDO

CONTAMINACIONES

BIOMASA

Fast

Pirólisis

Proceso

Primario

Proceso

Secundario

Proceso

Terciario

Productos

Químicos

Commodities

Combustibles

Sub productos y desperdicios

Planta escala laboratorio para activación

de carbón residual de pirólisis

Planta Piloto GER- EBA ( FI – UBA )

Carbón Activado

POLVO

GRANULADO

PELLETS

Materias Primas vs Productos Finales

Carbón de pirólisis de Bamboo Tuloide

Carbón de Pirólisis de Bamboo Vitata

Carbón Activado

MICROPOROS

GRANULADO

MACRO Y MESOPOROS

Presentacion Ing Raul Wainsten

INTI – 15 de Octubre 2008

Cel : +54 911 39409459

e-mail : rwainsten@eirwa.com