RT info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
T1 Optimización del proceso de valorización simultanea de CO2 y residuos de biomasa en medio hidrotermal
A1 Chinchilla Dueñas, Maira Ivette
A2 Universidad de Valladolid. Escuela de Doctorado
K1 Conversión hidrotermal
K1 CO2
K1 Biomasa
K1 Catalizadores
K1 Hydrothermal conversion
K1 Biomass
K1 Catalysts
K1 2210.31 Termoquímica
AB Las tecnologías de captura y utilización de CO2 juegan un papel crucial en la descarbonización de la industria al evitar las emisiones de CO2 que se acumulan en la atmósfera y que favorecen el deterioro del medio ambiente. Estas tecnologías implican altos costes económicos y energéticos debido a la purificación, compresión y transporte del CO2. Integrar la captura de CO2 con su posterior conversión in situ en productos de valor añadido puede reducir significativamente estos costes. En concreto, el proceso de reducción hidrotermal permite convertir el CO2 capturado en productos, como el ácido fórmico, utilizando residuos lignocelulósicos y sus derivados como agentes reductores. La reducción hidrotermal presenta la ventaja de ser fácilmente integrable con procesos de adsorción de CO2 en soluciones básicas. Esta tesis doctoral tiene como objetivo estudiar la reducción hidrotermal de CO2 con biomasa para mejorar el proceso de conversión y facilitar su posterior escalado.Con el fin de optimizar el proceso y evaluar el impacto de diferentes parámetros de reacción en la conversión del CO2 en ácido fórmico, la conversión hidrotermal del CO2 capturado se llevó a cabo en reactores discontinuos utilizando glucosa y diferentes tipos de biomasa como reductores. Se determinó que los principales productos de la reacción fueron ácido fórmico (derivado de mecanismos de oxidación de biomasa y reducción de CO2), ácido láctico y ácido acético (derivado de mecanismos de oxidación de biomasa). Mediante experimentos utilizando bicarbonato de sodio 13C como fuente de carbono, se determinó que el uso de diferentes catalizadores permite mejorar la producción de ácido fórmico al favorecer uno u otro mecanismo, siendo Pd(5%)/C el mejor catalizador para lograr la reducción de CO2. El proceso se mejoró utilizando bicarbonato como fuente de CO2, aplicando altas temperaturas de reacción (300 ºC) y empleando residuos de biomasa con alto contenido de celulosa como reductor.Después de fijar las mejores condiciones para la reducción hidrotermal en reactores discontinuos, se desarrolló una planta semicontinua capaz de procesar un flujo de aCO2 capturado de 2 L⸱h-1. En esta instalación, los experimentos se llevaron a cabo sin catalizadores en un reactor de lecho fijo de biomasa atravesado con una solución de CO2 capturado a alta temperatura y presión. Se determinó que operando en dos escalones sucesivos de temperatura a 150 y 300 ºC, es posible obtener una primera fracción de productos rica en ácido acético y una segunda fracción rica en ácido láctico y fórmico.La separación de los principales productos de la reacción se evaluó con nanofiltración y separación por intercambio iónico con el fin de recuperarlos o bien poder separar el CO2 añadido en exceso para ser recirculado al proceso hidrotermal. Una membrana de nanofiltración de polietersulfona permitió la separación del bicarbonato de sodio del resto de los compuestos en condiciones de operación de 16 bar y pH 12. El porcentaje de rechazo para el bicarbonato de sodio alcanzó el 52% después de 200 minutos de filtración.Por último, se determinaron las densidades a alta presión de mezclas acuosas de ácido fórmico, ácido acético, ácido láctico, formiato de sodio, lactato de sodio y acetato de sodio y se correlacionaron con la ecuación de Tammann-Tait modificada.
YR 2025
FD 2025
LK https://uvadoc.uva.es/handle/10324/75220
UL https://uvadoc.uva.es/handle/10324/75220
LA spa
NO Departamento de Química Física y Química Inorgánica
DS UVaDOC
RD 11-mar-2025