Optimization of agitation in a wood liquefaction reactor

Abstract

En este proyecto se ha optimizado la agitación de un reactor utilizado para la licuefacción de madera. En la primera parte, destinada a contextualizar este trabajo, se ha presentado de forma genérica el proyecto del que forma parte este trabajo y se ha descrito brevemente la totalidad del proceso industrial, poniendo especial énfasis en la reacción química de licuefacción que se lleva a cabo utilizando biomasa lignocelulósica para producir bio-óleo y otros compuestos de alto valor añadido. En la segunda parte, se estudiado el problema de agitación presente en el reactor actual y se han realizado diversos análisis con los materiales disponibles actualmente en el laboratorio con el fin de optimizarlo. Los parámetros considerados más relevantes en el sistema de mezcla actual han sido la velocidad de rotación del agitador, la posición del mismo respecto al fondo del recipiente y el tamaño y forma del propulsor. En la tercera parte, y dado que la optimización de la agitación del reactor lograda con los medios disponibles en el laboratorio se ha considerado insuficiente, se ha propuesto un nuevo agitador realizado un breve estudio comparativo entre dicha propuesta y el agitador actualmente utilizado en el laboratorio. Para ello, se ha hecho una breve revisión de los tipos de agitadores disponibles actualmente en el mercado, eligiendo un agitador tipo ancla que por sus características fue considerado idóneo. Seguidamente, se han modelado en 3D los elementos necesarios para realizar una simulación CFD en la que se ha procedido a analizar la influencia del agitador en el flujo creado en el interior del reactor utilizado para la licuefacción. Como conclusión, se ha considerado que, si bien la propuesta de utilizar un agitador tipo ancla para evitar el depósito de residuos sólidos al fondo del reactor técnicamente era viable, lo ideal sería poder probarla en el laboratorio antes de proceder a su implementación en la planta piloto.