Evaluación de la incidencia de pellets y astillas de madera en el desempeño de un gasificador tipo “downdraft”

Abstract

En un proceso de gasificación de biomasa la geometría de la biomasa es un factor necesario que considerar. El tamaño, forma y densidad de las partículas del biocombustible influyen en el transporte de las especies del sistema de reacción, velocidades de secado y descomposición térmica; los cuales son factores relacionados al desempeño general del proceso. Este trabajo evaluó las diferencias significativas que existen en el rendimiento y eficiencia del sistema de generación de energía eléctrica y térmica por la incidencia de dos geometrías en la biomasa de alimentación (pellets y astillas de madera), en el desempeño de un gasificador tipo “downdraft”. El perfil de temperatura de la zona de pirólisis fue en promedio (147 ± 15) °C mayor al utilizar astillas como alimentación en comparación con el uso de pellets. La caída de presión dentro del reactor fue menor en promedio, así como su variabilidad en el sistema, al utilizar astillas como alimentación; esto a pesar de que el poder calorífico del gas de síntesis obtenido fue levemente mayor para pellets (8,00 MJ/Nm3) que con respecto al obtenido con astillas (6,18 MJ/Nm3). Se obtuvo una Eficiencia de Gas Frío, así como la Eficiencia Térmica Global mayor al utilizar astillas de madera. La capacidad de aprovechamiento de la energía del syngas para producir potencia eléctrica, medido como la Eficiencia del Motor/Generador, estuvo dentro de los valores típicos para este sistema de conversión, y fue de (21,41 ± 3,23) % para astillas y (18,94 ± 3,68) % para pellets. Se obtuvo 564,50 kWh/t de rendimiento de proceso en términos eléctricos al emplear astillas, el cual fue mayor que al utilizar pellets (487,35 kWh/t), esto a una potencia de 6,2 kW. Con respecto al rendimiento de producción de gas de síntesis, con pellets fue menor con respecto a las astillas de madera (i.e. en promedio se produjo 1,75 kg de gas de síntesis por kilogramo de astillas, lo que significa un 25 % más que con pellets de madera). En conclusión, a pesar de que el manejo de astillas de maderas requiere ciertos cuidados para evitar el atascamiento dentro del sistema de conversión “downdraft” para producir gas combustible, en general las ventajas en proceso y eficiencias son mayores al utilizar madera en forma de astillas en comparación con pellets.

Modelación y simulación computacional de fluido del Piptocoma discolor (pigüe) para la optimización de la combustión en el Ecuador

“…Al ser alimentada con astillas en el reactor y combustionada a altas temperaturas, el rendimiento fue 71.46 ± 10.58 % y con los pellets de 66.12 ± 12.76 %. Esto demuestra que la factibilidad de aprovechar astillas, serrín o pellets de esta especie es porque se consigue un menor flujo de alquitranes que pueden generar en las tuberías de las calderas (Torres et al, 2019). Presión y temperatura: los parámetros de presión y temperatura mostrados en las gráficas de la figura 9 conducen a pensar en la eficiencia del poder energético que posee la especie Piptocoma discolor; es decir, en condiciones de combustión, alcanzan valores considerables.…”

Caracterización de biomasas lignocelulósicas y su procesamiento térmico: Estado y oportunidades en el Instituto Tecnológico de Costa Rica

“…Por su parte, estudios de carbonización de biomasas lignocelulósicas han sido llevados a cabo mediante desarrollos metodológicos guiados principalmente por las propiedades de los productos [46][47][48], pero otros también se han apoyado de ensayos termogravimétricos [48]. Finalmente, otra forma de procesamiento térmico como lo es gasificación ha sido abordada tanto de manera experimental, teórica y usando simulaciones de proceso [49][50][51].…”

Estimación del potencial energético del gas pobre a partir de la gasificación de cáscara de cacao y racimos de frutos vacíos de palma aceitera

“…Las operaciones matemáticas no son complejas, aunque sí incluye un aceptable análisis fisicoquímico que lo hace adecuado para realizar un buen estudio para la optimización de gasificadores de lecho fijo. Se sabe que la gasificación de cualquier biomasa residual requiere un contenido de humedad muy bajo y un tamaño de fragmento muy pequeño de biomasa residual agrícola por temas de rendimiento y eficiencia (Torres et al, 2018). Sin embargo, en la práctica, es poco probable que estas condiciones ideales sean económicamente viables, por lo que se consideró necesario ampliar el rango de tamaño de partícula de biomasa.…”