TECNOLOGIES PER A L’APROFITAMENT ENERGÈTIC …parcs.diba.cat/documents/10534/15573166/p00d123.pdf · depuradores d’aigües residuals (EDAR) ... de la biomassa i fer-la més compacta

TECNOLOGIES PER A L’APROFITAMENT ENERGÈTIC DE LA BIOMASSA FORESTALENERGÈTIC DE LA BIOMASSA FORESTAL

ELS BOSCOS COM A RECURS ENERGÈTIC RENOVABLE I DE PROXIMITAT.

18 D’OCTUBRE DEL 201118 D OCTUBRE DEL 2011

JORNADES TÈCNIQUES AL CASTELL DE MONTESQUIU ORGANITZADES PER:

JORNADA: ELS BOSCOS COM A RECURS ENERGÈTIC RENOVABLE I DE PROXIMITAT

Índex

1.Què és la Biomassa?2 Quins tipus de Biomassa existeixen?2.Quins tipus de Biomassa existeixen?3.Processos de valorització de la Biomassa4.Tecnologies per l’aprofitament de la Biomassa forestalg p p5.Aprofitament de la Biomassa forestal en centrals tèrmiques


1.- Què és la Biomassa?

El terme Biomassa es refereix al conjunt de tota la matèria orgànica d’origen vegetal o animal, que inclou els materials que procedeixen de g g q q pla transformació natural o artificial.

L’energia que es pot obtenir de la biomassa prové de la llum solar, la Lenergia que es pot obtenir de la biomassa prové de la llum solar, la qual, gràcies al procés de fotosíntesi, és aprofitada per les plantes verdes i transformada en energia que queda acumulada a l’interior de les seves cèl·lules Aquesta energia pot ser traspassada per la cadenales seves cèl·lules. Aquesta energia pot ser traspassada per la cadena alimentària al regne animal.


1.- Què és la Biomassa?


2.- Quins tipus de Biomassa existeixen?

Els diferents productes que es consideren dins del terme genèric debiomassa poden ser de quatre tipus:p q p

1.En el sector ramader es generen residus i subproductesorgànics que poden ser valorats energèticament (per exemple per

itjà d l é d di tió òbi ) ó l i dmitjà del procés de digestió anaeròbia), com són els purins deporc, els fems, la gallinassa, els residus d’escorxador, els greixosanimals, etc.

2. La biomassa residual inclou la fracció orgànica dels ResidusSòlids Urbans (RSU), els fangs generats en les estacionsdepuradores d’aigües residuals (EDAR) i els olis vegetals. Espoden utilitzar directament com a combustible o com a matèriaprimera per a l’obtenció d’altres combustibles com, per exemple,els biocarburantsels biocarburants.



3. La biomassa agrícola inclou els residus o productes generats en activitats agrícoles i agroalimentàries, com els pinyols d’oliva g g , p yo les closques dels fruits secs, que es poden utilitzar directament com a combustible o com a matèria primera per a l’obtenció d’altres combustibles com, per exemple, els bi b tbiocarburants.

4. La biomassa d’origen forestal inclou tots els productes i residus que provenen de les activitats d’explotació forestal i dels treballsque provenen de les activitats d explotació forestal i dels treballs de manteniment i neteja dels boscos (aclarits, podes, neteges de matolls, etc.). Els residus i subproductes generats per les indústries de transformació de la fusta (serradores, indústries de primera transformació, fabricants de productes elaborats de fusta, fabricants de suro i de pasta de paper) són: serradures, escorces, estelles, encenalls, etc



Consum actual de la biomassa a Catalunya


3.- Processos de valorització de la biomassa

Bàsicament els processos de valoració de la biomassa Bàsicament els processos de valoració de la biomassa s’agrupen en quatre grans grups:

1 .Processos fisicoquímics:1 .Processos fisicoquímics:

Homogeneïtzació: són aquells processos de trituració, estellatge, assecatge, etc.g , g ,

Densificació: és un tractament per millorar les propietats de la biomassa i fer-la més compacta.

Màquina per densificar, extrusionar i cilindrar (Font: LCI)



2. Processos termoquímics:

Combustió: és un tractament a una temperatura entre Combustió: és un tractament a una temperatura entre 150ºC i 800ºC en el què la quantitat d’oxigen no està controlada.

Piròlisi: tractament a una temperatura entre 500ºC i 600ºC i amb absència d’oxigen. Es basa en la descomposició per calor de la matèria orgànica. Dóna els següents productes:

• Gasos: principalment CO, CO2, CH4 i C2H6• Líquids: cetones, àcid acètic, compostos

aromàtics, etc. • Sòlids: residu carbonós (char) que pot ser utilitzat com a como combustible



2. Processos termoquímics:

Gasificació: tractament molt semblant a la piròlisi, però en el què la quantitat d’oxigenGasificació: tractament molt semblant a la piròlisi, però en el què la quantitat d oxigen està controlada, amb la qual cosa es redueix significativament l’obtenció de sòlids respecte del procés anterior i es prioritza l’obtenció de gas. Aquest es pot utilitzar en una turbina de gas o en motors de combustió interna, que acoblats a un generador poden g , q g pproduir electricitat.



3. Processos bioquímics

La digestió anaeròbia és un procés que és utilitzat pels residus biodegradables a fi de La digestió anaeròbia és un procés que és utilitzat pels residus biodegradables a fi de reduir la càrrega contaminant que tinguin. Genera principalment metà i CO2.

La fermentació alcohòlica s’utilitza principalment per a les plantes de conreus sucrers o p p p pamilacis per obtenir alcohols anomenats bioalcohols (metanol i etanol)



4. Processos químics

Els tractaments químics són els d’esterificació dels residus per obtenir uns Els tractaments químics són els d esterificació dels residus per obtenir uns combustibles líquids.

D’aquesta manera, a partir de l’oli vegetal, resultat del premsatge de la q , p g , p gbiomassa s’obté químicament un ester pur amb propietats molt similars a les del gasoil.


4.- Tecnologies per l’aprofitament de la biomassaforestal

Tipus de procés Producte resultant Energia obtinguda

forestal

Tipus de procés Producte resultant Energia obtinguda

Físics Picat, estellat, pelitzat, etc. Estelles, pelets, etc. Tèrmica i/o elèctrica

QuímicsHidròlisi Polisucres Mecànica

Esterificació Esters metílics Mecànica tèrmica i/o elèctricaEsterificació Esters metílics Mecànica, tèrmica i/o elèctrica

Biològics Fermentació Etanol i Biogàs Mecànica, tèrmica i/o elèctrica

Termoquímics

Combustió Gas i carbó vegetal Tèrmica i/o elèctrica

Piròlisis Gas, hidrocarburs i char Mecànica, tèrmica i/o elèctricaq /

Gasificació Gas de síntesis Tèrmica i/o elèctrica

La biomassa d’origen forestal generalment està sotmesa a:

1) processos fisicoquímics, per adequar-ne les característiques

2) processos termoquímics per obtenir ne energia2) processos termoquímics, per obtenir-ne energia



EN FUNCIÓ DEL SISTEMES DE COMBUSTIÓ:

Si t d ll

forestal

· Sistemes de graella· Sistemes d’alimentació inferior· Sistemes d’injecció · Sistemes de combustió inversa

· Altres: Sistemes de llit fluïditzat, Cigar

Entre 400.000 i 300.000 anys enrere

Actualitat



SISTEMA DE GRAELLA• S’hi dipositen les brases • Pot ser mòbil (combustió completa)

forestal

( p )•Generalment estella, però també pot cremar pelet• Tres fases:

1 Piròlisis (gas hidrocarburs i char)1. Piròlisis (gas, hidrocarburs i char)2. Gasificació (gas)3. Combustió

• Aportació: aire primari i aire secundari

Aigua

p p

Totxanes refractàries

C b d

Graella i cremador Bisensfi

Cambra de combustió

cremador Bisensfi


4.- Tecnologies per l’aprofitament de la biomassaforestalforestal

SISTEMA D’ALIMENTACIÓ INFERIOR

• Combustible homogeni (pelet pinyol Combustible homogeni (pelet, pinyol d’oliva)

• No es remou la biomassa• L’astella transportada pel bisensfi puja

pel cubell i es produeix :1. Piròlisis (gas, hidrocarburs i char)2. Gasificació (gas)3 Combustió3. Combustió

• Aportació: aire primari i aire secundari



SISTEMA D’ALIMENTACIÓ INFERIOR( i )(variant)

• Aportació de la biomassa amb bisensfi directe a la cambra de combustió( i òli i i ifi ió)(piròlisi i gasificació)

• A la zona d’aportació d’aire secundari es produeix la combustió amb efecte cicló



SISTEMA D’INJECCIÓ

• Aportació de la biomassa amb un pventilador

• Biomassa volàtil, de poc pes (serradures, pols de fusta, etc.)Zones diferenciades:• Zones diferenciades:

• Zona 5: piròlisi i gasificació• A partir de l’aportació d’aire

secundari es produeix la combustió



SISTEMA DE COMBUSTIÓ INVERSA

L’ i t d lt i l d • L’aire entra per dalt i els gasos de combustió van cap avall

• Zones totalment diferenciades:• Zona A: piròlisi i gasificacióp g• Zona B: combustió



SISTEMA DE LLIT FLUÏDITZATSISTEMA DE LLIT FLUÏDITZAT

• La biomassa ascendeix per una base de sorres Biomassa amb molt sulfur (palla • Biomassa amb molt sulfur (palla d’arròs)

SISTEMA CIGAR

P b l d ll• Per cremar bales de palla


5.- Aprofitament de la biomassa forestal encentrals tèrmiquesEN FUNCIÓ DE LA FORMA D’ENERGIA OBTINGUDA

centrals tèrmiques


5.- Aprofitament de la biomassa forestal encentrals tèrmiquesAIGUA CALENTA

centrals tèrmiques


5.- Aprofitament de la biomassa forestal encentrals tèrmiquesELECTRICITAT

centrals tèrmiques


5.- Aprofitament de la biomassa forestal encentrals tèrmiquesAIGUA CALENTA I ELECTRICITAT

centrals tèrmiques

ESTEM A LA

VOSTRA DISPOSICIÓ:

Oficines c. Correu, 2, 1r08800 Vilanova i la Geltrútel. 93 811 51 15fax 93 811 51 38

Xavier Bustamante Pujadas

[email protected]

MA-0240 / 04 EC-0622 / 01

Documents

TECNOLOGIES PER A L’APROFITAMENT ENERGÈTIC …parcs.diba.cat/documents/10534/15573166/p00d123.pdf · depuradores d’aigües residuals (EDAR) ... de la biomassa i fer-la més compacta