Los residuos fueron recogidos en sacas impermeables, cerradas e identificadas. Proceden de dos fuentes: a) el fondo de una caldera de cocido en la empresa preparadora de corcho en plancha, Sanvicenteña del Corcho S.L, en la localidad de San Vicente de Alcántara (Badajoz); y b) los procedentes de mesas de rebaneo de empresas transformadora de tapones y disco, Eurocork Almendral S.A. situada en la localidad de Almendral (Badajoz) y Augusta Cork S.A. en San Vicente de Alcántara.
La biomasa residual procedente del fondo de las calderas se recogió sin ningún tratamiento previo, tal y como se extrae cuando se procede al limpiado de las mismas. Esto supuso un producto muy heterogéneo que incluyó material inorgánico y mezclas de materiales lignocelulósicos procedentes de las planchas de corcho crudo, en forma de trozos de corcho y de madera que pueden ser parte de la capa madre o de incrustaciones maderosas, las cuales aportaron mayor densidad al conjunto. Esta mezcla poseía una humedad elevada, superior al 50%. Para obtener una biomasa más homogénea, antes de carbonizar se desecharon las piedras y materias extrañas que se pudieron eliminar por medios mecánicos.
La biomasa residual procedente de las operaciones de recortado o rebanado para la perforación de discos y tapones poseía menor cantidad de materias extrañas, era menos densa, y contenía más material lignocelulósico procedente, sobre todo, de la corteza de las planchas. Así mismo, aún conservaba una humedad alta, alrededor de un 30% a pesar de que había permanecido almacenado durante unas pocas semanas, justo después de su salida de la caldera.
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Figura 3.1.1.1. Biomasa residual procedente de calderas de cocido de corcho
Figura 3.1.1.2. Biomasa residual procedente de mesas de recorte y preparación de tiras de corcho Las muestras biomásicas se identificaron como CAL (biomasa procedente de fondo de caldera) y REB (biomasa procedente de mesa de retaceo o rebanado).
En cuanto a las cenizas empleadas en este trabajo se obtuvieron de la planta de producción eléctrica Termica-AFAP de Villacañas (Toledo). En esta planta se queman residuos de la fabricación de puertas y similares
3.1.2. Carbonización
La carbonización se realizó en el interior de un reactor cilíndrico metálico, dotado con una salida de humos. El reactor tiene una capacidad de cinco litros y la tapa se ajustó mediante cuatro tornillos que aseguraron el cierre, de manera que se forzó a los humos
a su salida por el extremo abierto. Este reactor fue introducido en el interior de un horno mufla programable donde se produjo la pirólisis controlada con una rampa de calentamiento desde temperatura ambiente hasta 700 ºC con una velocidad de calentamiento de 10 ºC por minuto, manteniéndose la temperatura máxima durante dos horas y dejando posteriormente que se enfriara el reactor en el interior del horno.
Posteriormente se procedió a homogeneizar la granulometría del carbón obtenido, para comenzar los tratamientos y caracterización del mismo. El carbonizado obtenido se tamizó para seleccionar la granulometría comprendida entre 0.7 mm y 3.2 mm. Se rechazó la fracción inferior a 0.7 mm, ya que poseía un alto contenido de materia mineral y era difícil de limpiar. No fue necesario un secado previo a la pirólisis, dado que esta operación conllevaba el secado del material y además se observó un aumento en el rendimiento de la transformación pirolítica cuando el material inicial, biomasa, partía con más humedad.
3.1.3. Activación
El proceso de activación se llevó a cabo en un horno cilíndrico vertical provisto de un reactor metálico en el que se introdujo la muestra. Este horno fue conectado a dos controladores, uno de caudal del gas de entrada al reactor y otro de temperatura del proceso, de forma que la programación se realizó y controló a través de un ordenador y la activación se pudo llevar a cabo bajo condiciones controladas.
La entrada del gas se realizó por la parte superior del reactor y fue dirigida mediante un tubo de acero inoxidable al fondo del reactor. La salida de los gases generados se produjo por la parte superior. Se emplearon dos sondas de temperatura, una situada en el interior del reactor y otra situada entre el reactor y el horno y que sirvió de control para regular el proceso.
Se realizaron dos tipos de activación, variando el gas de entrada y la temperatura del horno:
-Activación con CO2:
En el caso de la activación utilizando CO2, el carbón introducido en el reactor fue
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ºC min-1. Una vez que se alcanzaron los 750 ºC se mantuvo a esa misma temperatura
durante 2 horas y luego se dejó enfriar a temperatura ambiente.
Durante todo el proceso se mantuvo un flujo de CO2 con un caudal de 200 mL
min-1 para conseguir la activación del material.
Figura 3.1.3.1. Esquema de la instalación experimental empleada para los procesos de activación y oxidación. 1-Botella de gas, 2- Reactor, 3- Horno, 4-Trampa de agua, 5-Controlador de caudal y
temperatura -Activación con aire:
En el caso de la activación utilizando aire, el carbón fue calentado hasta 600 ºC a una velocidad de 10 ºC min-1, manteniéndose después durante dos horas a esa
temperatura.
Durante el proceso se introdujo un caudal de aire de 200 mL min-1 al reactor.
Se muestra a continuación un esquema (figura 3.1.3.2) de los procesos de carbonización y activación realizados.