Diseño de un proceso para la obtención de furfural como líquido orgánico portadorde hidrógeno (LOHC) a partir de residuos agroindustriales

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dc.contributor.advisorVarela Barreno, Christopher , Director
dc.contributor.authorCárdenas Rosado, Ana Abigail
dc.contributor.authorJordán Vásquez, Melanny Johemy
dc.creatorESPOL.FCNM
dc.date.accessioned2024-03-27T15:33:35Z
dc.date.available2024-03-27T15:33:35Z
dc.date.issued2023
dc.descriptionDebido a la limitada disponibilidad de combustibles fósiles y su impacto ambiental, existe interés por sistemas energéticos basados en materias primas renovables. El hidrógeno verde se presenta como una potencial solución, sin embargo, su almacenamiento y transporte presenta un gran reto. Por ello, el presente trabajo propone el diseño para la producción de furfural a partir de residuos de tuza de choclo, ya que este compuesto sirve como método de almacenamiento indirecto, al ser un líquido portador orgánico de hidrógeno. El estudio consiste en un diseño experimental a escala laboratorio para su posterior simulación con proyección a escala industrial. En la primera etapa de este proyecto se realizaron 14 pruebas experimentales basadas en el diseño experimental Hipercubo Latino de 3 parámetros. Se determinó el rendimiento de reacción y punto de ebullición para cada prueba. Mediante la metodología Superficie de Respuesta y los resultados de rendimiento de las muestras se determinó el set optimizado para ser el input a la simulación. A partir de la simulación se elaboró el análisis tecnoeconómico y huella de carbono. Las condiciones óptimas resultaron: tamaño de partícula < 1mm sometida a ultrasonido, concentración al 10 % (v/v) de H2SO4 y 150 minutos de tiempo de reacción. La simulación operando en estas condiciones, el rendimiento fue del 95%, costo de producción de 2.4 de $/kg, VAN de 0.38 M USD y TIR 12.74% y las variables de impacto ambiental en mayor concentración de huella de carbono fueron transporte de biomasa, diclorometano y refrigerante. Palabras Clave: Síntesis, LOHC, Biomasa, Optimización, Simulación
dc.description.abstractenglishDue to the limited availability of fossil fuels and their environmental impact, there is interest in energy systems based on renewable raw materials. Green hydrogen is presented as a potential solution, however, its storage and transportation present a great challenge. Therefore, the present work proposes the design for the production of furfural from corn cob residues, since this compound serves as an indirect storage method, as it is an organic hydrogen carrier liquid. The study consists of an experimental design at laboratory scale for subsequent simulation with projection to industrial scale. In the first stage of this project, 14 experimental tests were performed based on the 3-parameter Latin Hypercube experimental design. The reaction yield and boiling point were determined for each test. Using the Response Surface methodology and the performance results of the samples, the optimized set was determined to be the input to the simulation. From the simulation, the techno-economic analysis and carbon footprint were elaborated. The optimal conditions were particle size < 1mm subjected to ultrasound, 10 % (v/v) concentration of H2SO4, and 150 minutes of reaction time. In the simulation operating under these conditions, the yield was 95%, the production cost of 2.4 $/kg, NPV of 0.38 M USD and IRR 12.74% and the environmental impact variables with the highest concentration of carbon footprint were biomass transport, dichloromethane, and refrigerant. Keywords: Synthesis, Biomass, Optimization, LOHC, Simulation.
dc.description.cityGuayaquil
dc.description.degreeEscuela Superior Politécnica del Litoral
dc.formatapplication/pdf
dc.format.extent54 página
dc.identifier.citationCárdenas Rosado, A. A. y Jordán Vásquez, M. J. (2023). Diseño de un proceso para la obtención de furfural como líquido orgánico portadorde hidrógeno (LOHC) a partir de residuos agroindustriales. [Proyecto Integrador]. ESPOL.FCNM .
dc.identifier.codigoespolT-114325
dc.identifier.codigoproyectointegradorINGE-2314
dc.identifier.urihttps://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/60878
dc.language.isospa
dc.publisherESPOL.FCNM
dc.rightsopenAccess
dc.subjectSíntesis
dc.subjectLOHC
dc.subjectBiomasa
dc.subjectOptimización
dc.subjectSimulación
dc.titleDiseño de un proceso para la obtención de furfural como líquido orgánico portadorde hidrógeno (LOHC) a partir de residuos agroindustriales
dc.typeThesis

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