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Diseño de una planta para la obtención de carbón activado a partir de neumáticos de automóvil fuera de uso (NFU's)/ Meza Trujillo, Isaac

By: Meza Trujillo, Isaac.
Contributor(s): De la Torre Chauvin, Ernesto Hale [Director de Tesis].
Material type: Mixed materialsMixed materialsQuito: EPN, 2014Description: 212 páginas: ilustraciones, + CD 5546 29 x 21 cm.Subject(s): Crabón activado | Diseño de plantas | Operaciones unitarias | Balance de masaOther classification: T-IQ/ Online resources: Texto completo Dissertation note: FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y AGROINDUSTRIA Tesis (Ingeniero Químico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2014 Summary: El presente estudio plateó un proceso para la obtención de carbón activado a partir de NFU’s mediante pirólisis y activación física para una capacidad de producción de 10 t de carbón activado en polvo (CAP)/mes. Se efectuaron pruebas en termogravimetría a distintas velocidades de calentamiento y diferentes tamaños de partícula con el objeto determinar los parámetros cinéticos y la composición del caucho de llantas. Se determinó que existen tres zonas de degradación entre 146-549 °C en las cuales se descomponen los distintos componentes de forma independiente e irreversible. Se encontró que el componente más resistente a la degradación fue el caucho sintético, seguido del caucho natural y como componente más volátil los plastificantes y aditivos, manifestando energías de activación de 135,4, 123,9 y 47,7 KJ mol-1 respectivamente. El modelo de deconvolución empleado, determinó que el caucho sintético se encuentra en mayor proporción con un 60,8 %, seguido por el caucho natural con un 32,8 % y por último los plastificantes y aditivos con un 6,1 %. Los ensayos de pirólisis efectuados a escala de laboratorio y piloto mostraron que para obtener un producto pirolizado con un contenido de carbón fijo superior al 90 %, se requiere de una temperatura superior a los 550 °C y un tiempo de residencia no inferior a los 45 min. El CAP producido a 900 ºC durante 540 min en el horno Nichols Herrshoff bajo atmosfera mixta de 12% de CO2 y 11,35 % de H2O, mostró un adsorción de yodo de 540 mg I2/g CA, así mismo exhibió un índice de azul de metileno de 19,1/100 g CA y un índice de decoloración de azúcar de 64,7 UBR. El estudio de pre-factibilidad de la implementación de la planta industrial estimó que con inversión inicial de 670 219 USD, se tendrá una TIR del 16,81 % y un VAN de 336 550,35 USD, calculados a un horizonte de 10 años y con un tiempo de recuperación de la inversión de 8 añosSummary: A process for obtaining activated carbon from waste tires through pyrolysis and physical activation for an estimated capacity of 10 t of powdered activated carbon (PAC)/month was studied. Thermogravimetric tests were conducted under different heating rates and particle sizes in order to determine the kinetic parameters and the rubber tire composition. Three stages of degradation between 146-549 °C were found, in which components decompose in an independently and irreversible way. Synthetic rubber is the toughest component to be degraded, followed by natural rubber; plasticizer and additives were found as the most volatile components. The mentioned materials have the following activation energies: 135.4, 123.9 and 47.7 kJ mol-1, respectively. The employed deconvolution model determined that tires are mainly composed of synthetic rubber in a greater proportion with 60.8%, followed by natural rubber with 32.8 % and finally plasticizers and additives with 6.1 %. Pyrolysis tests performed in laboratory and pilot scales showed that pyrolyzed char with fixed carbon contents superior to 90% can be obtained working at temperatures over 550 °C and a residence time not less than 45 min. The activated carbon produced at 900 °C for 540 min in a Herrshoff Nichols furnace under a mixed atmosphere composed of 12 % CO2 and 11.35 % H2O, exhibited an iodine adsorption of 540 mg I2 / g PAC, a blue index 19.1 methylene/100 g PAC and a sugar decolorization indexof 64.7 UBR. The pre-feasibility study estimated that an initial investment of 670 219 USD will be required. This analysis also showed an IRR of 16.81 % and a NPV of 336 550.35 USD, calculated at a horizon of 10 years and with a time of payback of 8 years
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Tesis Tesis BIBLIOTECA GENERAL
T-IQ/0897/CD 5546 (Browse shelf) Ej. 1 Available 027761
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FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y AGROINDUSTRIA Tesis (Ingeniero Químico). -- Escuela Politécnica Nacional. 2014

Bibliografía : páginas 138-150

El presente estudio plateó un proceso para la obtención de carbón activado a partir de NFU’s mediante pirólisis y activación física para una capacidad de producción de 10 t de carbón activado en polvo (CAP)/mes. Se efectuaron pruebas en termogravimetría a distintas velocidades de calentamiento y diferentes tamaños de partícula con el objeto determinar los parámetros cinéticos y la composición del caucho de llantas. Se determinó que existen tres zonas de degradación entre 146-549 °C en las cuales se descomponen los distintos componentes de forma independiente e irreversible. Se encontró que el componente más resistente a la degradación fue el caucho sintético, seguido del caucho natural y como componente más volátil los plastificantes y aditivos, manifestando energías de activación de 135,4, 123,9 y 47,7 KJ mol-1 respectivamente. El modelo de deconvolución empleado, determinó que el caucho sintético se encuentra en mayor proporción con un 60,8 %, seguido por el caucho natural con un 32,8 % y por último los plastificantes y aditivos con un 6,1 %. Los ensayos de pirólisis efectuados a escala de laboratorio y piloto mostraron que para obtener un producto pirolizado con un contenido de carbón fijo superior al 90 %, se requiere de una temperatura superior a los 550 °C y un tiempo de residencia no inferior a los 45 min. El CAP producido a 900 ºC durante 540 min en el horno Nichols Herrshoff bajo atmosfera mixta de 12% de CO2 y 11,35 % de H2O, mostró un adsorción de yodo de 540 mg I2/g CA, así mismo exhibió un índice de azul de metileno de 19,1/100 g CA y un índice de decoloración de azúcar de 64,7 UBR. El estudio de pre-factibilidad de la implementación de la planta industrial estimó que con inversión inicial de 670 219 USD, se tendrá una TIR del 16,81 % y un VAN de 336 550,35 USD, calculados a un horizonte de 10 años y con un tiempo de recuperación de la inversión de 8 años

A process for obtaining activated carbon from waste tires through pyrolysis and physical activation for an estimated capacity of 10 t of powdered activated carbon (PAC)/month was studied. Thermogravimetric tests were conducted under different heating rates and particle sizes in order to determine the kinetic parameters and the rubber tire composition. Three stages of degradation between 146-549 °C were found, in which components decompose in an independently and irreversible way. Synthetic rubber is the toughest component to be degraded, followed by natural rubber; plasticizer and additives were found as the most volatile components. The mentioned materials have the following activation energies: 135.4, 123.9 and 47.7 kJ mol-1, respectively. The employed deconvolution model determined that tires are mainly composed of synthetic rubber in a greater proportion with 60.8%, followed by natural rubber with 32.8 % and finally plasticizers and additives with 6.1 %. Pyrolysis tests performed in laboratory and pilot scales showed that pyrolyzed char with fixed carbon contents superior to 90% can be obtained working at temperatures over 550 °C and a residence time not less than 45 min. The activated carbon produced at 900 °C for 540 min in a Herrshoff Nichols furnace under a mixed atmosphere composed of 12 % CO2 and 11.35 % H2O, exhibited an iodine adsorption of 540 mg I2 / g PAC, a blue index 19.1 methylene/100 g PAC and a sugar decolorization indexof 64.7 UBR. The pre-feasibility study estimated that an initial investment of
670 219 USD will be required. This analysis also showed an IRR of 16.81 % and a NPV of
336 550.35 USD, calculated at a horizon of 10 years and with a time of payback of 8 years

Isaac Meza Trujillo Cedido 2014-07-07 25095 0.20 Ej. 1 Biblioteca Central

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