Post on 12-Aug-2020
GASIFICACIÓN DE BIOMASA
RIDER
Ing. Cindy Torres, MSc.
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ANUNCIOS!!
• Minicongreso CELEQ: 30 set, 01 y 02
de octubre. Ciudad de la Investigación
• RIDER-UCR (Red de Investigación y desarrollo en
Eficiencia Energética
y Energía Renovable)
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• Se podrá gasificar la broza??
• Se podrá producir biogás de la
broza??
• Se podrá producir etanol de las aguas
mieles??
• Cómo afecta la producción de
higuerilla a los suelos del cafetal??
• Cómo afecta su relación con la
plantación de café??
Conocimiento Técnico:
-Diseño
-Validación (pequeña escala)
-Escalamiento piloto
-Optimización y Control
-Transferencia
?
Necesidad de sistematizar la investigación en RAO
Ej: CAFÉ
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Similitudes y Diferencias por composición
5
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Qué nos falta conocer en CR??
Murthy & Madhava Naidu, 2012
Parameters (%) Pulp Husk Silverskin
Cellulose 63 43 17,8
Hemicellulose 2,3 7,0 13,1
Protein 11,5 8,0 18,6
Fat 2,0 0,5 2,2
Total fiber 60,5 24 62,4
Total polyphenols 1,5 0,8 1,0
Total sugars 14,4 58,0 6,65
Pectic substance 6,5 1,6 0,02
Lignin 17,5 9,0 1,0
Tannins 3,0 5,0 0,02
Chlorogenic acid 2,4 2,5 3,0
Caffeine 1,5 1,0 0,03
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SUBPRODUCTOS…
Tar class Class name Representative compounds
1 GC-undetectable Detected gravimetrically
2 Heterocyclic aromatics Pyridine, phenol, cresols, quinoline, isoquinoline,
dibenzophenol
3 Light aromatic (1 ring) Toluene, ethylbenzene, xylenes, styrene
4 Light PAH compounds (2 – 3 rings) Indene, naphthalene, methylnaphtalene, biphenyl,
acenaphtalene, phenanthrene, anthracene
5 Heavy PAH compounds (4 – 7 rings) Fluoroanthene, pyrene, chrysene, perylene, coronene.
Li & Suzuki, 2009
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TIPOS DE BIOMASA
© Per
Hoffmann,
Oskar Faix and
Ralph Lehnen
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NATURALEZA
DE LA BIOMASA
Necesidades
diferentes de
proceso…
De Wid, P. Thermal stability regimes for hemicellulose, lignin and cellulose.
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De Wild, P. BIOMASS PYROLYSIS FOR CHEMICALS
Staged degasification concept as an example of the thermal
fractionation of biomass by a step-wise pyrolysis approach.
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Mecanismo general
para oxidación de
hidrocarburos a baja
temperatura
BAILE!!
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Algunos problemas por materia prima
Esquema básico para el proceso de hollín de la fase gaseosa a
la aglomeración de partículas.
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Lignina y polifenoles
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Celulosa y hemicelulosa
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Harris, D. Biomass Gasification Research. CSIRO Group.
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Comparación de gasificadores N.E, UBC Group
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CONDICIONES DE PROCESO
De Wild, P. BIOMASS PYROLYSIS FOR CHEMICALS, 2012.
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DISEÑO… Three-stage piston
feeder of TKE for
commercial application,
1: fuel inlet, 2: first
piston, 3: replaceable
piston front, 4: third
piston, 5: primary sealing
plug, 6: wear
bushing, 7: primary
sealing plug control
device, 8: second piston,
9: gear, 10:
rotary shaft seal, 11:
cutter head or
disintegrator, 12: safety
valve, 13: reactor feed
screw, 14: secondary
sealing plugs
ECN-C--04-039, Energy Research Centre the
Netherlands and Shell Global Solutions
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CONSIDERACIONES
En función del objetivo se determina el
proceso…
El diseño mecánico
responde a condiciones
de proceso
La caracterización de los subproductos y el
Syngas producido es de suma importancia
para decidir si el sistema está funcionando.
DOE, USA
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RETOS TECNOLÓGICOS
Gasificación
CON QUÉ TRABAJAMOS?
• Composición química de la materia prima
• Estudio de incidencia de cada componente en los procesos que ocurren en la gasificación
• Pretratamientos y almacenamiento
SISTEMA
• Diseño de proceso: condiciones de operación ¿qué es primero??
• Diseño mecánico: transferencia de masa, fluidos y calor
OPERACIÓN
-Control de variables y parámetros en función de materia prima
-Análisis de proceso (T, P y Composición)
-Crear capacidades para la toma de decisiones
-Optimización (simulación)
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Qué se puede entender por “Optimización”
Equilibrium fractional distribution of H2 on a dry basis at P = 1 atm and various
Steam/Glucose (S/B) ratios and Temperatures.
Lasa, H. Catalytic Steam Gasification of Biomass: Catalysts,
Thermodynamics and Kinetics. UWO, 2011
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Selección de la tecnología
Dirigido a quién?
-Tipo de industria
Cómo analizar?
-Métodos estándares
-Baratos y básicos
Dónde analizar?
-Equipo
-Conocimiento interpretación
de resultados
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Análisis de procesos 1. Transferencia de masa
2. Transferencia de calor 3. Cantidad de movimiento.
Lasa, H. Catalytic Steam Gasification of Biomass: Catalysts,
Thermodynamics and Kinetics. UWO, 2011
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Analizar
alternativas
• Reinventar sistema
• Adaptar a condiciones CR
• Vinculación técnica a toda
escala
• Simulación-bajar costos al
sector productivo
UBC Gasification Group, 2013
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Muchas gracias
www.celeq.ucr.ac.cr Ing. Cindy Torres Quirós, MSc
+506 2511-2482
cindy.torres@ucr.ac.cr