Diseño de un prototipo de reactor de pirólisis térmica para la descomposición y aprovechamiento de residuos plásticos fabricados a partir de: PP, PE, Y PS

Otto Fernando Balseca-Sampedro, Sócrates Miguel Aquino-Arroba, Stalin Wladimir Chela-Hinojosa, Juan Daniel Figueroa-Moreno

Resumen


El incremento exponencial en el uso de polímeros ha dado lugar a problemas de contaminación; por lo que se requiere un estudio y aplicación de diversos métodos de reciclaje. En el presente trabajo se presentó el diseño de un prototipo de reactor de pirólisis térmica, para la descomposición y aprovechamiento de residuos plásticos fabricados a partir de Polipropileno (PP), Polietileno (PE), y Poliestireno (PS). Para el diseño se establecieron los parámetros requeridos por el reactor, haciendo uso del método de análisis de alternativas que permitieron encontrar la mejor solución, la cual garantice una degradación eficiente de los residuos plásticos. El prototipo con capacidad 1 kg posee; un recipiente a presión, diseñado según la norma ASME VIII División I; una resistencia de tipo banda cerámica la cual otorga la temperatura necesaria para el proceso, misma que oscila entre 450 y 550 °C; instrumentos de media para presión y temperatura; y un sistema de condensación de gases. El modelado del prototipo se lo realizó mediante el software SolidWorks. Para la simulación se usó el software ANSYS, el mismo que permitió verificar el comportamiento térmico, estructural, así como también de flujo de gases; además se analizó mediante el software SAP 2000, deformaciones y esfuerzos presentes en la estructura metálica para soporte del equipo; La temperatura óptima para el proceso de pirólisis es de 550°C, además se recubrió el recipiente del reactor con una manta aislante de fibra de cerámica que garantice una temperatura segura al exterior, entre 40 y 50 °C según especifica el reglamento de permiso de trabajo. Los valores determinados analíticamente fueron contrastados mediante la simulación, en donde se obtuvo los márgenes de error bajos en todos los resultados por lo que se pudo verificar que el diseño realizado se comporta en óptimas condiciones de trabajo para realizar el proceso.


Palabras clave


Reactor de Pirólisis; Polímeros; Recipientes a Presión; Aprovechamiento de Residuos Plásticos; Ansys; Análisis Térmico.

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DOI: https://doi.org/10.23857/pc.v6i5.2668

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