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Misteriosa tecnología de licuefacción a alta presión: ¿Cómo transformar los residuos agrícolas con agua y temperatura?
En una era en la que la demanda de energía está aumentando y las cuestiones ambientales se están volviendo más prominentes, es particularmente importante explorar tecnologías de energía alternativas. Entre ellas, la tecnología de licuefacción a alta presión (HTL) ha atraído una amplia atención debido a su capacidad para convertir biomasa húmeda y otras macromoléculas en materiales similares al petróleo.
La tecnología de licuefacción a alta presión puede utilizar eficazmente residuos agrícolas y producir bioaceite de alta densidad energética a través de agua y entornos de alta temperatura y alta presión. No se puede subestimar el potencial de protección ambiental y el valor económico de este proceso.
La tecnología de licuefacción a alta presión es un proceso de polimerización por pirólisis que convierte la biomasa húmeda en petróleo crudo a temperaturas moderadas y altas presiones. El poder calorífico de este bioaceite puede alcanzar de 33,8 a 36,9 MJ/kg, puede reducir eficazmente el impacto sobre el medio ambiente y tiene el potencial de los productos químicos renovables. Este proceso también se conoce como craqueo hidrotermal.
Antecedentes históricos
El concepto de tecnología de licuefacción a alta presión se remonta a la década de 1920. Una patente estadounidense de 1939 describe un proceso de dos etapas en el que una mezcla de agua, astillas de madera e hidróxido de potasio se calienta a una alta presión específica, lo que finalmente produce grasa y alcohol.
Con el tiempo, particularmente durante el embargo de petróleo de la década de 1970, la investigación sobre esta tecnología y su potencial comercialización ganaron importancia.
Reacción química
Durante el proceso de licuefacción a alta presión, las largas cadenas de moléculas de carbono de la biomasa se craquean térmicamente y el oxígeno se libera en forma de agua y dióxido de carbono. La principal reacción química en este proceso promueve la generación de bioaceite, y la calidad y el rendimiento del producto están estrechamente relacionados con muchos factores, incluida la temperatura de reacción, la presión y el catalizador utilizado.
Detalles del proceso
Normalmente, el rango de temperatura del enlace es de 250 a 550 °C y la presión está entre 5 y 25 MPa, mientras que el catalizador se usa durante 20 a 60 minutos. El agua no sólo actúa como disolvente sino también como reactivo y catalizador en este proceso.
Fuente de materias primas
Casi cualquier biomasa se puede convertir en bioaceite mediante licuefacción a alta presión, independientemente del contenido de humedad. Las investigaciones muestran que diferentes componentes de la biomasa, incluidas la celulosa, la hemicelulosa y la lignina, afectan directamente el rendimiento y la calidad del aceite.
Por ejemplo, un informe de investigación de la Universidad de Illinois señaló que el proceso de craqueo hidrotermal que utiliza estiércol de cerdo como materia prima debe llevarse a cabo por encima de 275 °C para una conversión efectiva.
Impacto ambiental
Los biocombustibles producidos mediante licuación a alta presión se consideran neutros en carbono porque el dióxido de carbono liberado durante la combustión compensa casi por completo el dióxido de carbono absorbido durante el crecimiento de las plantas. Además, esta tecnología no produce compuestos nocivos, lo que demuestra su desempeño ambiental.
Comparación técnica
En comparación con otras tecnologías de conversión de biomasa, como la pirólisis, la licuefacción a alta presión puede procesar biomasa con mayor contenido de agua y producir bioaceite con mayor densidad energética. Esto significa que la licuefacción a alta presión tiene el potencial de aplicarse directamente a la infraestructura petrolera existente.
Sin embargo, aún quedan muchos desafíos por superar, incluida la mejora del retorno de energía y el cumplimiento de los estándares actuales de combustible. La industria también continúa trabajando arduamente para encontrar soluciones para productos de craqueo hidrotermal que requieren procesamiento adicional.
Con el avance continuo de la tecnología y la promoción de la demanda del mercado, se espera que la tecnología de licuefacción a alta presión se convierta en una parte importante de las futuras soluciones energéticas sostenibles.
En general, la tecnología de licuefacción a alta presión no solo puede convertir los desechos agrícolas en energía utilizable, sino que también reduce significativamente las cargas ambientales. Aún es digno de nuestra consideración y discusión si las perspectivas futuras de comercialización y su aplicación a gran escala son factibles.
