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EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DEL SYNGAS OBTENIDO DE LA GASIFICACIÓN DE LOS DESECHOS AGRÍCOLAS DE LA ZONA DE LA BAHÍA DE JIQUI

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Erick Funes

on 20 October 2012

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Transcript of EVALUACIÓN EXPERIMENTAL DEL SYNGAS OBTENIDO DE LA GASIFICACIÓN DE LOS DESECHOS AGRÍCOLAS DE LA ZONA DE LA BAHÍA DE JIQUI

GASIFICACIÓN DE LOS DESECHOS AGRÍCOLAS DE LA ZONA DE LA BAHÍA DE JIQUILISCO DESCRIPCIÓN DEL
PROBLEMA OBJETIVO
GENERAL Tecnologías y
Materiales
Alternativos Diversificación de la matriz energética en El Salvador Gestión de desechos en zonas agrícolas de El Salvador Crisis Energética Mundial ¿Cuáles son los desechos
agrícolas de la Bahía
de Jiquilisco? ¿Cómo es el syngas producido? ¿Qué características tienen estos desechos? ¿Cuáles son las variables de proceso en la gasificación de estos desechos? ¿Son gasificables estos desechos? INTERROGANTES Evaluar la gasificación de desechos agrícolas de la zona de la Bahía de Jiquilisco y la calidad del syngas obtenido en el proceso OBJETIVOS
ESPECÍFICOS Reconocer los procesos agrícolas en la zona de la Bahía de Jiquilisco para identificar los desechos generados disponibles para el proceso de gasificación. Seleccionar los desechos agrícolas con mayor potencial de gasificación para una posterior caracterización de sus propiedades más importantes (humedad, cenizas, densidad aparente y poder calorífico). Realizar pruebas preliminares de gasificación de los desechos y pruebas de variación de parámetros de operación del proceso para la obtención de syngas. Evaluar el efecto de la variación de humedad, tamaño y otras propiedades en la gasificación de los desechos y la calidad de los gases combustibles. Ejecutar métodos alternativos a la caracterización del syngas para evaluar la calidad del mismo. La gasificación es el uso del calor para transformar biomasa sólida o materiales carbonosos en un gas sintético similar al gas natural. Zonas del gasificador Procesos de la gasificación Medios Gasificantes Comparación entre combustión y gasificación Densidad Contenido de cenizas Humedad Contenido de alquitranes Poder calorífico Materia volátil Propiedades de la biomasa Relación de equivalencia Temperatura Composición de alimentación Variables que intervienen en el proceso de gasificación Tamaño de partícula Composiciones típicas de syngas "Proyecto de demostración y validación: Gasificación para generación de energía" "Implementación de la tecnología de la gasificación para operar en los beneficios de café" "Potencial de la biomasa como fuente de energía en la Bahía de Jiquilisco" Descripción del área de estudio Selección de desechos: Método Multicriterio Cualitativo Caracterización de desechos: Métodos ASTM Generación de syngas Evaluación de la calidad del syngas Criterios para selección de desechos Conveniencia de usos más rentables del desperdicio Abundancia Simplicidad de recolección Porcentaje de humedad Necesidad de pre- tratamiento Facilidad de transporte Disponibilidad del desecho Alternativas Rastrojo (Desechos de hojas secas y ramas pequeñas) (Alternativa H) Bagazo de caña (Alternativa A) Cáscara de semilla de marañón (Alternativa B) Desechos del cultivo de maíz (Alternativa C) Desechos del cultivo de ajonjolí (Alternativa D) Estiércol bovino (Alternativa E) Estopa de coco (Alternativa F) Hollejo de semilla de marañón (Alternativa G) Caracterización de residuos Porcentaje de Humedad Porcentaje de Cenizas Densidad Aparente Poder Calorífico Caracterización de la muestra Muestreo Preparación de la muestra Ejecución de método Pruebas de gasificación (2 horas) Diferencia de presión Temperaturas Biomasa consumida Duración de llama Volumen de alquitranes ASTM D346M-11
Standard Practice for Collection and Preparation of Coke Samples for Laboratory Analysis Generación de syngas 2. 1. Determinación cualitativa del poder calorífico del gas METODOLOGÍA Determinación cuantitativa del poder calorífico del gas Selección de desechos para la gasificación Alternativas A. Bagazo de caña
B. Cáscara de semilla de marañón
C. Desechos del cultivo de maíz
D. Desechos del cultivo de ajonjolí E. Estiercol bovino
G. Hollejo de semilla de marañón
F. Estopa de coco
H. Rastrojos Cáscara de semilla de marañón Tamaño de partícula adecuado y no fue necesaria una reducción de tamaño.
Facilidad en la generación y sostenibilidad de la llama.
La presión de vacío óptima determinada mantuvo alrededor de 7 pulgadas de agua.
Mayores volúmenes producidos de alquitrán y estos mostraron un aspecto muy denso, viscoso de color negro. Cáscara de semilla de marañón sin CNSL Volúmenes despreciables de alquitranes producidos con respecto a los otros desechos evaluados.
Vacío alrededor de 3.2 pulgadas de agua.
Facilidad en la generación y sostenibilidad de la llama.
Consistencia menos densa, más fluida y de un color más claro de aceites.
Una mayor tasa de consumo de biomasa. Estopa de coco Requirió de una reducción de tamaño.
Presentó dificultades a pesar de alcanzar altas temperaturas en las zonas de combustión y reducción, no se logró encender la llama.
Ausencia de llama se manifestó en todas las pruebas realizadas.
Alquitranes fueron típicamente de color negro pero de aspecto más fluido ya que no parecían ser tan viscosos como los descritos para la cáscara de semilla de marañón. Hollejo de semilla de marañón El tamaño de partícula al ser tan pequeño no causó problemas de alimentación al equipo, esto mismo pudiera sera la causa por la que todos los esfuerzos por encender el desecho terminaron sin lograr su objetivo. Aunque la gasificación no se alcanzó, se recopilaron temperaturas que describieron el comportamiento de las zonas de combustión y reducción al interior del equipo durante los ensayos realizados. RESULTADOS Olote Requirió reducción de tamaño para poder gasificar.
Durante los ensayos, el olote presentó facilidad para la generación y sostenibilidad de la llama.
La presión de vacío óptima fue de 10 pulgadas de agua.
El consumo de desecho asociado a la producción de alquitranes fue considerablemente menor. Interacción de variables Comparación cualitativa Comparación cuantitativa Caracterización de los desechos Comparación cuantitativa Conclusiones En base a las propiedades medidas experimentalmente a los desechos, humedad, cenizas, poder calorífico y densidad aparente, se obtuvieron mejores características físicas para el proceso de gasificación con la cáscara de semilla de marañón y la estopa de coco. De las pruebas de gasificación desarrolladas los desechos en los que se verificó generación de syngas fueron: cáscara de semilla de marañón, acorde a lo esperado por las propiedades del desecho, y el olote.


Los desechos para los que no se verificó la generación de syngas tienen en común que sus propiedades físicas no responden a las deseadas para su utilización en el reactor con que se trabajó Continuar investigación en:
- Densificación de desechos
-Verificación del método cuantitativo
- Caracterización CHON de desechos agrícolas y vinculación con desempeño
-Cuantificación profunda de los desechos que se generan



AUTORES:
Edgard Armando José Amaya Soto
Erick Gerardo Funes Ayala
Gabriel Antonio Sorto Díaz Antecedentes en El Salvador INTRODUCCIÓN MARCO TEÓRICO [All Power Labs, 2012] Propósito
Tipo de proceso
Composición del gas obtenido
Limpieza del gas METODOLOGÍA 3. 4. 5. 6. En el práctica... RESULTADOS En la práctica Interacción de variables Interacción de variables [All Power Labs, 2012] [All Power Labs, 2012] ¡GRACIAS! [All Power Labs, 2012] [All Power Labs, 2012] [All Power Labs, 2012] La producción de alquitranes se minimiza al alcanzar temperaturas altas.
Una mayor diferencia de presión incide directamente en el aumento de temperaturas puesto que conlleva a una mayor alimentación de aire al reactor. Las dos relaciones previamente descritas implican que una mayor diferencia de presión produce un menor volumen de alquitranes Cualitativamente, la calidad del syngas generado a partir de la cáscara de semilla de marañón es mayor a la presentada por sus homólogos provenientes del olote y la cáscara de semilla de marañón sin CNSL.

La aproximación cuantitativa permite observar que el syngas de la cáscara de la semilla de marañón posee más calidad, al tener un poder calorífico inferior más alto
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