COMBUSTICOMBUSTIN Y GASIFICACION DE LA BIOMASAN Y GASIFICACION DE LA BIOMASA
Misael Gutirrez D.
UNIVERSIDAD DE CHILEFacultad de Ciencias ForestalesDepto. Ingeniera de la Madera
SEMINARIO BIOMASA
1.1.-- JustificaciJustificacin para la expansin para la expansin del uso n del uso de la Bioenergde la Bioenerga en Chilea en Chile
Agotamiento de las fuentes de energa fsiles a nivel mundial. Incremento creciente del precio del petrleo.
Incremento necesidades energticas en el mundo.
Chile utiliza como fuente primaria de energa recursos no renovables (petrleo, gas natural, carbn).
Efecto Invernadero.
Dependencia energtica.
Produccin Mundial de Hidrocarburos
Fuente: Science 281(5380): 1128-1131
2. Antecedentes Generales2.1 A nivel mundial
D ie s e l F u e l O il4 .2 %
O tro s1 .3 %
Hid ra u lic a3 6 .5 %
C a rb n1 9 .2 %
Au to p ro d u c to re s6 .1 %
G a s Na tu ra l3 2 .7 %
BiomasaBiomasa 70,4 MW70,4 MWOtrosOtros 70,0 MW70,0 MW
D ie s e l F u e l O il4 .2 %
O tro s1 .3 %
Hid ra u lic a3 6 .5 %
C a rb n1 9 .2 %
Au to p ro d u c to re s6 .1 %
G a s Na tu ra l3 2 .7 %
BiomasaBiomasa 70,4 MW70,4 MWOtrosOtros 70,0 MW70,0 MW
3.- La Biomasa como Fuente de Energa Elctrica en Chile
CNE
BIO-ENERGA: ANTECEDENTES QUE FAVORECEN SU DESARROLLO EN CHILE
13 %13 %2,1 2,1 MillMill. Has. HasCultivadoCultivado
87 %87 %13,5 13,5 MillMill. Has. HasNativoNativo
Superficie Bosques PAIS Superficie Bosques PAIS 15,6 15,6 MillMill. Has. Has
- BIOMASA- Concepto de biomasa y disponibilidad
- Desechos de madera.a) Procedente del bosque (cosecha, raleos
y podas)
b) Procedente de procesos de transformacin - Tapas, orillas, despuntes, aserrn, corteza.
c) Producto pellets, briquetas.
- Desechos agrcolas (herbceos, leosos, agroindustriales, y cultivos energticos) Ejms.: Cuescos de frutas, desechos de cereales, caa de azcar, remolacha, raps, soya, podas de frutales.
DESECHOS AGRCOLAS COMO COMBUSTIBLE El contenido de humedad de estos desechos son en general ms bajo que la propia madera, lo cual es una ventaja importante para la combustin.
Por otra parte, la presencia de cenizas es alto, alcanzando en materiales agrcolas valores entre un 5% y un 10%.
La densidad de estos productos fluctan normalmente entre 150 a 200 kg/m3 muy por debajo de la madera.
Su menor densidad conlleva la aplicacin de tecnologas ms avanzadas ya existentes para su combustin, que el caso de combustibles como la lea y carbn donde se pueden aplicar tecnologas ms simples y diversificadas.
DESECHOS AGRCOLAS COMO COMBUSTIBLE
Algunos valores del poder calorfico de desechos agrcolas con sus respectivos contenido de humedad se presentan en la siguiente tabla:
LA MADERA COMO COMBUSTIBLE
- Poder calorfico (F)
- Factores que afectan F.- F. a 0% CH 4.500 cal/gr
- F a 20% CH 3.000 cal/gr
- F a 40% CH 1.500 cal/gr
-Otros factores:- Composicin qumica - Extrables- Densidad
LA BIOMASA COMO COMBUSTIBLE Y EL MEDIO AMBIENTE
Azufre y Cloro se encuentra en pequeas cantidades (se evita lluvia cida).
La formacin de xido de nitrgeno tambin ayuda a su formacin, distinguindose xido de nitrgeno formado a baja temperatura cuando est presente en el combustible y a alta temperatura sobre los 950C a partir del nitrgeno generado en la combustin.
Diferentes opciones para la producciDiferentes opciones para la produccin de calor,n de calor,electricidad y biocombustibleselectricidad y biocombustibles
Conversin Term oqum ica Conversin B ioqum ica
Com bustin DigestinGasificacinPirlisisLicuefaccinHTU
Ferm entacinExtraccin O leosem illas
Vapo Gas
Turbinavapor
Gas
Destilacin
Etanol
Esterificacin
Biodiesel
ProcesosSntesisMetanol/Hidrocar./Hidrgeno
Diesel
M otora Gas
Clu laCom bustible
TurbinaGas CC,M otor
AceiteCarbn
Biogs
Calor Electricidad Com bustibles
COMBUSTINCaracterizacin del combustible:
Desechos finos (aserrn, viruta, corteza)
Desechos de masa (tapas, orillas, despuntes)
Proceso de combustin:
Combustin directa
Cmara de combustin
Alimentacin al hogar
Impacto ambiental
Planta trmica
Caldera
Esquema Planta Trmica
Esquema Planta TrmicaUso de biomasa
Alimentacin de desechos
Aprovechamiento de la Energa
PROYECTO FONDEF D04I1083
Desarrollo de un reactor molecular para la generacin de energa a partir de biomasa a
pequea y mediana escala
GASIFICACIN
Director General: Misael Gutirrez D.
Director Alterno: Manuel Rodrguez R.
OBJETIVOS
Disear, construir y evaluar tecnolgicamente un reactor molecular.
Definir un modelo para dimensionar el mercado potencial de la Vll regin.
Determinar la viabilidad tcnico-econmica y ambiental de la tecnologa propuesta.
Transferencia tecnolgica
CARACTERSTICAS BSICASDEL EQUIPO
Equipo mvilTipo corriente paralelaPotenciaSector beneficiadoConsumo combustibleCosto
ETAPAS DE DESARROLLO
Diseo (clculo y planos)Construccin (ENERCOM)Puesta en marcha (caracterizacin)Aplicacin en terreno
GASIFICACIN
-Concepto de gasificacin-Nivel de aplicacin (PYMES, Secadores, Aserraderos, Villas)
-Gas Pobre (Control de la Combustin)- Caractersticas generales
- Gas de Sntesis (Oxgeno)- Metanol (lquido)
- Gasolina (lquido)
COMPOSICIN DEL GAS- Composicin qumica (gas pobre).
CO2 6,8%
CO 31%
H2 5,2%
O2 1,9%
CH4 3,8%
N2 50,1%
- Presencia de otros componentes: - Alquitrn- Particulado
- Agua
TABLA DE CONVERSIN
- 1 Kg de lea seca genera 2,4 m3 de gas- 3,65 Kg de lea reemplaza 1 m3 de gas natural- 3 Kg de lea reemplaza 1 litro de petrleo- 1,2 Kg de lea generan 1 kW/hora- Poder calorfico: 1.500 Kcal/m3
- En un motor diesel el petrleo es sustituido en un 80 90 %, motor explosin un 100 %
LOS REACTORES MOLECULARES
- De lecho mvil- En contracorriente
- De corriente paralela
- De lecho fluidizado- Circulante
- Burbujeante
9.- Tipo de Reactores para el proceso de gasificacin
Vista general del Reactor MolecularVista general del Reactor Molecular
Vista general del Reactor MolecularVista general del Reactor Molecular
Gasgeno de lecho fluidizado burbujeante
Gasgeno de lecho fluidizado circulante
Motor diesel modificado
Opciones Aplicacin Final Gas
Conclusiones
A travs de la conversin termoqumica es factible transformar desechos madereros y agrcolas en un gas combustible denominado gas pobre.
La madera es una fuente de energa renovable y limpia. Es casi neutra en CO2 y bajo contenido de azufre.
La utilizacin de un agente gasificante como es el oxgeno, permite obtener gas de sntesis con un alto poder calorfico y factible de convertirlo en un combustible lquido, mediante presin y la presencia de un catalizador metlico.
La capacidad energtica que estos equipos gasgenos pueden generar abastecen diferentes niveles de exigencia principalmente para las pequeas y medianas empresas.
Conclusiones
La gasificacin es la conversin de la biomasa en un gas combustible, susceptible de aprovechar para generar energa calrica, elctrica, y mecnica.
La seleccin de los materiales para la construccin de estos equipos es una decisin crtica que afecta el tiempo de vida til de ellos.
La mantencin de estos equipos es una actividad esencial que afecta su buen funcionamiento y vida til.
Las dimensiones del desecho a utilizar es un factor primordial en la seleccin del tipo de gasgeno.
FINGracias!