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Se estudia en el presente artículo la etapa de pirólisis para la obtención de material carbonizado a partir de biosólidos de EDARs. Las características del producto son analizadas en función de las condiciones experimentales (tiempo de residencia y temperatura). Para la optimización del proceso se utiliza el método multiobjetivo, el cual permite definir el modelo global (función de deseabilidad) y las condiciones máximas en la región experimental.
Optimización de la etapa de pirólisis a partir de lodos de EDARs
El carbón activado puede fabricarse a partir de distintos materiales carbonosos, en función de lo cual serán las características y la calidad del producto final. El uso de los biosólidos generados como subproductos en las Estaciones de Depuradoras de Aguas Residuales (EDARs) se ha identificado como un precursor atractivo para la producción del carbón activado [1-5].
En cuanto al proceso de activación, existen dos tecnologías básicas: la activación térmica o física, y la activación química o también denominada por deshidratación química.
En el proceso de activación física se desarrolla previamente la etapa de carbonización a temperaturas entre 600 y 800ºC, bajo atmósfera inerte, en la que se produce el precursor del proceso de activación. En la carbonización o pirólisis se elimina el agua y una gran cantidad de materiales volátiles y alquitranes, quedando un sólido carbonoso, denominado carbón primario o carbonizado, el cual posee una estructura porosa rudimentaria y escasa capacidad adsorbente. El desarrollo de la porosidad se produce posteriormente en la etapa de activación, donde el carbonizado reacciona parcialmente por combustión, y de forma controlada con un gas oxidante débil a temperaturas elevadas, usualmente por encima de los 800ºC, pudiéndose alcanzar los 1.000ºC [6-9]. En la etapa de activación se obtiene un producto de estructura porosa desarrollada, con propiedades adsorbentes [7,8]. Los rendimientos de ambas etapas están relacionados con el grado de reacción o pérdida durante el proceso. Este índice se debe optimizar mediante el control de la temperatura y del tiempo de retención, de forma que se consiga la estructura porosa requerida con las menores pérdidas de combustión. En este trabajo se estudia la influencia de estos dos factores en el producto de la etapa de pirólisis con el objetivo de optimizar las condiciones operacionales. La dificultad del control del proceso radica precisamente en la selección de las condiciones óptimas para que se favorezca la reacción en el interior de la partícula.
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