Asymptotic Approximations to the Isothermal Pyrolysis of Deodara Leaves using Gamma Distribution

Aproximaciones asintóticas a la pirólisis isotérmica de Deodara utilizando la distribución Gamma

El objetivo principal de este trabajo gira en torno a la influencia de algunos parámetros relevantes para la pirólisis de la biomasa en las soluciones numéricas de n ^{t h} orden modelo de energía de activación distribuida (DAEM) utilizando la distribución Gamma. El límite superior de la integral dE, el factor de frecuencia, el orden de reacción y los parámetros de forma y los parámetros de velocidad de la distribución Gamma. El análisis del modelo matemático se realiza con la ayuda de la expansión asintótica.

INTRODUCCIÓN

Existen varios modelos propuestos para describir la pirólisis de la biomasa, como los modelos de reacción simple y los de reacción múltiple [1-6]. El modelo más auténtico y preciso considerado en este estudio es el modelo de energía de activación distribuida (DAEM) [7-10]. Aunque el objetivo de este estudio se concentra principalmente en los valores paramétricos relevantes para la biomasa suelta, el DAEM también se aplica a la pirólisis de otras fuentes convencionales, incluyendo los aceites residuales, los carbones de resina [11] y el kerógeno [12]. Los cálculos de la solución de este modelo pueden requerir bucles iterativos de doble integral y funciones que varían rápidamente, lo que a su vez crea importantes complicaciones numéricas. Para hacer frente a este problema, se han adoptado algunos métodos asintóticos para realizar una aproximación precisa a la integral y, por tanto, reducir el tiempo de cálculo. Otra fuente principal de dificultad numérica se debe al término doble exponencial (DExp) en el DAEM, que se investiga para la pirólisis isotérmica. El dominio de DExp actúa sobre un estrecho rango de energías de activación que cambia a medida que avanza el tiempo. En este estudio, la clave de nuestro enfoque es conocer el significado de la anchura relativa del término DExp en comparación con la anchura de la distribución inicial.

En este estudio, las soluciones numéricas se han obtenido utilizando las expansiones asintóticas. Los resultados derivados se utilizan para determinar los parámetros cinéticos del modelo cinético. Para predecir los resultados realistas, deben estimarse los parámetros que afectan a la solución del comportamiento. El efecto de estos parámetros en el modelo de reacción única se revisa en la literatura [11]. El DAEM es muy flexible y puede describir con éxito la pirólisis de diferentes tipos de biomasa.  El objetivo principal de este estudio es centrarse en los parámetros relevantes que afectan a la cinética de la pirólisis. El DAEM también es aplicable a la pirólisis de otras fuentes de energía convencionales como el carbón, los aceites residuales, los carbones de resina [12] y el kerógeno [13]. Este método analítico no sólo se utiliza para la descomposición térmica de la biomasa vegetal o animal [14, 15], sino también para otros materiales como los residuos médicos [16], los neumáticos usados [17], los residuos de circuitos impresos [18] o los lodos de depuradora [19, 20].