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!