Gas pobre 1 c 07
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Técnicas Energéticas - 67.56
Gas Pobre
Facultad de Ingeniería - UBA
Composición
Producto de la gasificación de biomasa vegetal (madera, carbón, residuos agrícolas, etc)
CO (~ 20 % a 30 %)
H2 (~ 4 % a 20 %)
CO2 (~ 1 % a 15 %)
CH4 (~ 1 % a 5 %)
N2 (~ 50 % a 65 %)
Gases Combustibles
(~ 40 % del total)
• La biomasa utilizada se calienta (por combustión de una parte de ella) y se piroliza .
• Oxidación de la biomasa y de productos de la pirólisis de ella.
• Se reducen los gases oxidados (en presencia de altas temperaturas), formando el Gas Pobre
ObtenciónGasificación de biomasa
Gasificadores o Gasógenos
– Tiro directo o ascendente (el más antiguo)– Tiro invertido o descendente– Tiro transversal– Lecho fluidizado
Obtención
Zonas características de un gasificador
• Zona de Secado: Secado por transferencia de calor proveniente de la zona del hogar
• Zona de Pirólisis o Destilación:
Moléc. grandes
Moléc. más pequeñas
CarbonoT > 250 Cº
Se queman en la zona de oxidación
Productos de la
pirólisis
Si permanecen el tiempo adecuado,se descomponen en moléc. aún menores
(CO, CH4, C2H6, H2, etc)No se queman Si no permanecen el tiempo adecuado
(o T es muy baja), se forman alquitranes y aceites
Zonas características de un gasificador• Zona de Oxidación:
Zona de Reducción:
1200 ºC < T < 1500 ºC
Generación de calor
Oxidación de los productos condensables provenientes de la zona de pirólisis
Reducción de los gases de oxidación
Formación de GAS POBRE
a) C + CO2 2 CO + 164,9 kJ/kmolb) C + H2O CO + H2O + 122,6 kJ/kmolc) CO + H2 CO + H2O + 42,3 kJ/kmold) C + 2 H2 CH4 0e) CO + 3 H2 CH4 + H2O - 205,9 kJ/kmol
Ecuaciones de
Reducción
Gasógeno de tiro directo
Desventajas
• Alta generación de alquitranes en el gas
Ventajas
• Baja temp. de salida del gas
• Alta eficiencia
• Acepta gran variedad de biomasa
Gasógeno de tiro invertido
Desventajas
• No aceptan cualquier biomasa (especialmente materiales blandos y de baja densidad)
• Menor eficiencia que el de tiro directo
• Gas con poder calorífico menor
Ventajas
• Baja generación de alquitranes
• Apropiado para motores
Gasógeno de tiro transversal
Desventajas
• Capacidad mínima de transformación del alquitrán generado
• No acepta cualquier biomasa
Ventajas
• El combustible sirve como aislante
• Pueden funcionas en muy pequeña escala
• Apropiados para motores
Gasógeno de lecho fluidizado
Desventajas
• Alta generación de alquitrán
• Mala respuesta a los cambios de carga
• Solo aplicables en rangos de potencia alta
Ventajas
• Aceptan gran variedad de biomasa
• Puede funcionar con materiales blandos y de baja densidad
• Fácil control de T
Características de la biomasa para gasificación
• Dependencia gasificador-biomasa
• Contenido energético poder calorífico inferior
• Contenido de humedad ↑ % humedad ⇒ ↓ poder calorífico
• Contenido de mat. volátiles Al condensar forman alquitranes
• Contenido de cenizas
• Reactividad del combustible coeficiente de reducción de CO2 en CO
• Tamaño de las partículas de biomasa
• Densidad aparente ↑ densidad ap. ⇒ ↑ energía por unidad de vol.
Riesgos sanitarios y ambientalesRiesgos tóxicos CO
Riesgos de incendio
Elevada temperatura exterior del equipo
Riesgo de chispas al recargar el combustible
Llamas en la entrada de aire del gasificador o en la tapa de recarga
Riesgos de explosión
Filtraciones de aire
Retroceso de la llama desde el quemador de gases de escape en el arranque
Riesgos ambientales
Producción de resinas fenólicas y alquitrán
Combustión Interna
Combustión Externa
Utilización de Gas Pobre en máquinas térmicas
Motores a chispa Gas pobre solamente
Motores diesel Gas pobre + gasoil (5 al 12 %)
Requieren tratamiento del gas para eliminar alquitranes, ácidos y polvos, y refrigeración para aumentar el rendimiento volumétrico
Turbinas de gas Gas pobre solamente (alta calidad del gas)
Motores Stirling Gas pobre solamente
Ejemplo de aplicación
Aplicación
Planta de generación de electricidad - Proyecto EQTEC Iberia y Energía de Mora
Aplicación
Planta de generación de electricidad - Proyecto EQTEC Iberia y Energía de Mora
Pot. Eléc. Nominal: 750 kWConsumo almendra: 1 kg por 1 kWh
Ejemplo de aplicación
Bibliografía
• “El gas de madera como combustible para motores”www.fao.org/docrep/T0512s/t0512s00.htm#Contents• “Curso de formación del profesorado en el área de energías renovables - Biomasa”, Mercedes Ballesteros, CIEMAT, 2001• Planta de generación de electricidad con gasificación de biomasa – Proyecto EQTEC Iberia / Energía natural de Mora