Modelamiento y simulación de proceso de producción de biogás a partir de residuos sólidos...

MODELAMIENTO Y

SIMULACION DE PROCESO

DE PRODUCCION DE BIOGAS

A PARTIR DE RESIDUOS

SOLIDOS ORGANICOS (RSU):

INSTRUMENTACION

ELECTRONICA

ANDRES CENDALES; MAYRA

ALEJANDRA CORTES, X SEMESTRE

INGENIERIA ELECTRONICA

La Universidad de Ibagué en conjunto con laUniversidad de Cundinamarca han venidodesarrollando el proyecto titulado “Modelización,simulación, control y optimización de laproducción de metano e hidrogeno por víadigestión anaerobia de residuos orgánicos,urbanos y agrícolas”, el cual fue aprobado por laVicerrectoria y Dirección de Investigación de laUniversidad de Ibagué con el código 11-241-COL0022914 acta CI 14-2011, en el marco de laconvocatoria interna para la inscripción yfinanciación de proyectos de investigación.




HIDROLISIS

ACIDOGENESIS

METANOGENESIS




Fuente: Flotats X, Campos, E. Bonmatí. Universidad de

Lleida




PH

Acidogénesis (5-6.5)

Metanogénesis (7-

7.5)

VARIABLES

INTERNAS DEL

PROCESO

TEMPERATURA

Para los dos

procesos se

manejas un valor de

30 a 50°C




VARIABLES

EXTERNAS

DEL

PROCESO

FLUJO DE BIOGAS

(MASICO-

VOLUMETRICO)

CONCENTRACIONES

VOLUMETRICAS DE

CH4

(55-70%)

CONCENTRACIONES

VOLUMETRICAS DE

CO2

(35-40%)




- Sensor de flujo

masico de biogas:

Typical Aluminum

GFM Mass Flow

Meter GFM17S-

VADL2-A0




- Sensor de concentraciones volumétricas de

CH4 y CO2:

Infrared Gas Sensors: Gascard Range




Considerando los altos precios de

adquisición de los instrumentos de

medida, se plantea desarrollar un sistema

de medición contenga características

similares de operación, haciendo uso de

elementos de fácil adquisición en el

mercado regional y nacional. Garantizando

la disminución en el costo de desarrollo

del instrumento, y de esta manera obtener

la medida de las variables de interés.




- Articulo titulado: “Instrumentación electrónica

en el proceso de producción de biogás a partir

de la fermentación de residuos sólidos

orgánicos”, presentado como Poster en el

evento:




• El método de placa de orificio utilizado para

establecer el flujo volumétrico de biogás, hace

parte de los medidores tipo cabeza.

• El tubo para establecer la presión diferencial

del gas se desarrollo en acero inoxidable, con

el fin de evitar la corrosión del material.




A continuación se muestran las Dimensiones

adaptadas a la tubería para el sensor de flujo:

Figura 1: dimensiones del medidor de presión diferencial por placa de

oricio




Sensor Presión

MPXV5004DP

Microcontolador

18F2550

LCD

Flujo de biogás

(l/hora)

Voltaje sensor

De 0-5v

(0-1414 l/hora)

Flujo de

biogás

entrante

Flujo de salida

del biogás

Figura 2: diagrama esquemático del sensor de flujo




• Método de desplazamiento de liquido.

• Para el diseño del sensor se tuvieron en

cuenta los radios de los recipientes.

• El volumen del gas ingresado equivale al

volumen desplazado en el recipiente

externo.ANDRES CENDALES; MAYRA



Salida del gas

metano

sobrante

Entrada

de biogás

Valor de

referencia

r2

r1h

Figura 3: Montaje implementado para la medición de

concentraciones volumétricas de metano por desplazamiento de

líquido.ANDRES CENDALES; MAYRA



h

Sensor de alturaSFR05

Microcontrolador18F2550

LCDVolumen CH4 %

Voltaje SensorDe 0 a 5V

(0-100%Vol)

Entrada de Biogás

Solución de NaOH

FIGURA 4: diagrama esquemático del sensor de concentraciones

volumétricas de CH4ANDRES CENDALES; MAYRA



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