Supercritical Water Gasification

Gasificación de biomasa húmeda en agua supercrítica

scwg®

Partner consultor en Medioambiente Industrial

Ingeniería Experta de Consulta Ingeniería Avanzada Ingeniería Avanzada Ingeniería Termosolar CSP

Ingeniería y Consultoría

CADE cuenta con una relevante trayectoria

como proveedor de servicios de ingeniería

avanzados que le ha permitido posicionarse

como una compañía experta de referencia

para la evaluación de problemas complejos

en entornos industriales de gran exigencia

técnica.

Para ello, CADE integra el conocimiento

experto en distintas áreas técnicas y discipli-

nas de ingeniería con el uso intensivo de

herramientas avanzadas de simulación y

análisis y la colaboración con entidades y

laboratorios de medida y testing de reconoci-

do prestigio. OBJETIVOS

•Evaluación y determinación de causas de

fallo en servicio.

•Fitness for Service – Integridad (ASME FFS-1

API-579-1)

•Límites operacionales de equipos críticos

(Proceso vs. Mecánica)

•Performance, operación y mantenimiento,

seguridad y balance económico.

•Integridad mecánica. Confiabilidad y Vida

remanente.

•Análisis de vibraciones (tubería, equipos,

bombas, etc.)

•Choque térmico. Fatiga.

•Evaluación y análisis de fugas en equipos

(HEXs)

•Consultoría experta. Resolución de conten-

Desde sus inicios, la filosofía de CADE se ha centrado en desarrollar estrechas relaciones de colaboración con sus clientes, actuando como una extensión de su propio equipo de ingenieros y sus capacidades técnicas. Basán-dose en los principios de especialización, adaptabilidad y flexibilidad, CADE integra servicios avanzados en ingeniería mecánica y de proceso. EQUIPOS DE PROCESO Y TUBERÍAS •Diseño térmico y de proceso •Diseño mecánico •Análisis mecánico y estructural (FEM) •Dinámica de Fluidos Computacional (CFD) •Análisis de flexibilidad y estrés en tuberías •Ingeniería de detalle de equipos y estructuras (3D/2D) PLANT ENGINEERING •Consultoría técnica •Ingeniería básica y de proceso •Ingeniería de detalle •Gestión de compras •Supervisión de construcción •Puesta en Marcha •Permitting y legalización

CADE plantea un enfoque global e inde-pendiente a distintas problemáticas en el diseño, construcción y operación de plan-tas termosolares aunando capacidades avanzadas en ingeniería mecánica e inge-niería de proceso con una extensa expe-riencia en el sector. CONSULTORÍA CSP EXPERTA •Diseño conceptual y optimización, de acuerdo a la localización de la planta (irradiacion solar específica), tanto para plantas de sales como de aceite térmico como HTF: •Dimensionamiento campo solar •Capacidad de almacenamiento térmico •Gestionabilidad •Minimización de pérdidas parásitas INGENIERÍA CSP Y SOCIO DE CONSULTA •Diseño de ingeniería básica y revisión (ingeniería del propietario) •Optimización de plantas existentes (térmica, hidráulica, y estrategias de opera-ción). Campo solar, HTF, TES •Consultoría mecánica y de proceso. •Evaluación de fallos en equipos críticos. Medidas correctoras y preventivas. TECNOLOGÍA PARA PLANTAS CSP COMER-CIALES—PRODUCCIÓN ELÉCTRICA >50MW): •Sistemas de almacenamiento térmico (TES) •Estructuras CSP

La tecnología INNOSPRAY® permite procesar

corrientes con alto contenido en agua

(>90%) transformándolas en producto seco

mediante un proceso innovador basado en

secado por pulverización.

El desarrollo de INNOSPRAY® ha sido conce-

bido para suministrar un método de secado

rentable y versátil orientado a la minimiza-

ción y valorización de corrientes residuales,

así como la obtención de productos de gra-

nulometría controlada destinados a la indus-

tria de química fina y producción de nano-

partículas. Dentro de su rango de aplicacio-

nes, la tecnología INNOSPRAY® permite la

limpieza y tratamiento de gases calientes

empleando una corriente acuosa como

medio de reacción.

Tecnología para valorización de residuos bio-másicos o hidrocarburados en vía húmeda mediante gasificación en agua supercrítica, que permite obtener gas de síntesis para valo-rización energética directa por combustión u orientado a producción de hidrógeno, con-cepto emisión cero con recuperación del agua y captura del dióxido de carbono.

Tecnología para valorización de residuos biomásicos o hidrocarburados en vía húme-da mediante gasificación en agua supercrí-tica, que permite obtener gas de síntesis para valorización energética directa por combustión u orientado a producción de hidrógeno, concepto emisión cero con recuperación del agua y captura del dióxi-do de carbono.

Tecnología

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EN

TRA

DA

SA

LIDA

PROCESO

AUTÓNOMO

ENERGÍA

SYNGAS | RECUPERACIÓN DE AGUA | CAPTURA CO2

VECTOR H2 CALOR DE

PROCESO

FRIO DE

PROCESO

ELECTRICIDAD

Valorización energética de biomasas húmedas de manera

más competitiva que las tecnologías actuales (aumento de la

eficiencia energética al evitar procesos de secado).

Valorización energética de efluentes con alto contenido en

humedad (% H2O > 80 %) para los que actualmente no existe

una alternativa tecnología viable de valorización energética

(valorización y eliminación de costes de gestión externa).

Obtención de syngas rico en hidrógeno, de alto poder calorífi-

co, limpio y con posibilidad de capturar el CO2 generado.

Precipitación selectiva de los compuestos inorgánicos de la

biomasa.

Proceso fácilmente integrable en ciclos de vapor, ciclos com-

binados y cogeneraciones: aumento del rendimiento global.

Vertido Cero

VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA SCWG

La gasificación en agua supercrítica (SCWG) es una

tecnología prometedora para la conversión de bio-

masa húmeda (sin necesidad de secado previo) en

syngas de alto poder calorífico rico en hidrógeno y

metano.

El proceso consiste en gasificar la biomasa residual

en medio acuoso, en condiciones supercríticas (por

encima de su punto crítico que corresponde a una

presión de 22,1 MPa y una temperatura de 374ºC),

que hacen que el agua adquiera propiedades es-

peciales (como densidad, viscosidad, conductivi-

dad térmica y calor específico) para la transforma-

ción de la biomasa húmedas en syngas de alto po-

der calorífico, mediante un proceso limpio, en el

que se evita la aparición de los contaminantes habi-

tuales de la tecnología convencional de gasifica-

ción, tales como alquitranes, a la vez que permite la

recuperación del agua contenida en la biomasa

gasificada, la captura del CO2 y la precipitación

selectiva de las sales inorgánicas contenida en la

misma.

Por tales motivos se considera el proceso SCWG

idóneo para solucionar el problema de la gestión de

la biomasa residual húmeda y para valorizarla ener-

géticamente, siendo una fuente más de ingresos

para la industria productora.

La biomasa y los residuos orgánicos se descompo-

nen mediante reacciones de hidrólisis y oxidación,

prácticamente en su totalidad en H2, CO, CH4 y

CO2, proceso favorecido por la alta solubilidad en

agua supercrítica de los productos intermedios.

De manera simplificada, la estequiometria de la

reacción es la siguiente:

2C6H12O6+7H2O ↔ 9CO2+2CH4+CO+15H2

(Glucosa)

TECNOLOGÍA DE GASIFICACIÓN EN AGUA SUPERCRÍTICA (SCWG)

PROCESO SCWG®

- BIOMASA RESIDUAL HÚMEDA

- AGUAS RESIDUALES (CONTAMINACIÓN ORGÁNICA)

Objetivos Sectoriales

Aumentar el beneficio de la valorización energética del

residuo por medio de aplicaciones de cogeneración, ba-

sadas en el empleo de gas de síntesis.

Evitar el coste de operación e inversión asociados a los

procesos de secado del orujo previos a su aprovecha-

miento energético mediante tecnologías de gasificación

convencionales.

Permitir una valorización energética de las vinazas.

Reducir la generación de residuos, tales como alquitranes,

frente a otros procesos de gasificación.

Disponer de un gas rico en hidrógeno, que permita explo-

rar otras vías de comercialización de mayor valor añadido.

APLICACIONES. ORUJO Y VINAZAS

APLICACIONES. SECTOR ALIMENTARIO

Objetivos Sectoriales

Plantear una alternativa de mayor rendimiento energético para la valorización de los residuos que la actual basada en la produc-

ción de biogás/combustión.

Permitir trabajar con equipos de menor tiempo de residencia y menor tamaño, que los empleados en la fermentación anaeróbica

propia del biogás.

Reducir el coste de tratamiento del gas generado frente a la opción de biogás. Por ejemplo, los destinados a desulfuración y elimi-

nación de xilosanos, necesarios en las plantas de fermentación.

Disponer de un proceso más estable y controlable en función de las condiciones de operación.

Disponer de un gas rico en hidrógeno, que permita explorar otras vías de comercialización de mayor valor añadido.

APLICACIONES. ALPECHINES

Objetivos sectoriales:

Resolver el problema medioambiental de los alpechines.

Permitir la valorización energética de los alpechines me-

diante aplicaciones de generación eléctrica o cogenera-

ción.

Disponer de un sistema de valorización energética de los

alpechines capaz de recircular el agua al proceso de pro-

ducción de aceite, disminuyendo por tanto dicho consu-

mo, lo que permitiría resolver el principal problema de la

tecnología de producción basada en 3 fases.

Disponer de una alternativa para la valorización energéti-

ca del alpeorujo basada en un gas rico en Hidrógeno, y

por tanto explorar otras vías de comercialización de los

productos de mayor valor añadido, frente a las valorizacio-

nes actuales.

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scwg®

Alimentación y bebidas

- Cerveza

- Valorización de bagazo

- Vinos / Alcoholes

- Valorización de vinazas/lías/orujos

Agroalimentario

- Aceite/Aceituna

- Valorización de alpechines y alpeorujos

- Valorización de orujillos

- Frutas

- Valorización de residuos procedentes de trans-

formación de cítricos

- Industria láctea

- Valorización de subproductos

Transformados vegetales (valorización de subproductos)

- Patata

- Maíz

- Girasol

- Arroz

Biodiesel

- Valorización fase glicerina

Depuración

- Valorización de lodos depuradora

- Valorización de purines

APLICACIONES COMERCIALES

RECUPERACIÓN Y CAPTURA DEL CO2

Gran parte del CO2 generado en la gasificación (20 % - 50%) se

elimina de la corriente del syngas por medio de enfriamiento.

De esta forma, el CO2 es solubilizado en agua, para su posterior

recuperación por descompresión. El CO2 recuperado es almace-

nado a presión superior a la atmosférica , pudiendo ser empleado

en aplicaciones industriales.

RECUPERACIÓN DE AGUA

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VECTOR HIDRÓGENO

Se ha determinado que cuanto menor es el ratio O/C, mayor es

el rendimiento teórico máximo del hidrógeno, desde un punto de

vista termodinámico

scwg®

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innovative drying solutions

EXPERIMENTACION Y DISEÑO A MEDIDA

scwg®

En base a la necesidad tecnológica detectada, y el conocimiento de la tecnología de fluidos supercríticos, CADE está actualmente

desarrollando una planta experimental que permitirá validar y profundizar sobre el uso de la tecnología SCWG como paso previo al esca-

lado comercial.

La planta piloto, que está diseñada para trabajar con un amplio ratio de caudales (5 – 100) kg/hr, y hasta 750ºC y 280 bar, permite estu-

diar cualquier tipo de biomasa, permitiendo evaluar la viabilidad técnica de la aplicación para cada una de ellas, así como determinar

los parámetros óptimos de escalado a nivel industrial, permitiendo de esta forma la optimización de coste de inversión y O&M.

La base de la tecnología SCWG radica fundamentalmente en el innovador diseño del reactor de gasificación y el sistema de recupera-

ción y aprovechamiento energético.

El desarrollo de un concepto modular y escalable de planta, adaptable a cualquier gama de caudales y composiciones de biomasas,

permite obtener unos rendimientos de obtención de syngas y energéticos muy competitivos y optimizados.

PLANTA PILOTO

IDEAS MEDIOAMBIENTALES S.L.

Partner consultor en

Medioambiente Industrial

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(España)

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