La semana pasada introducíamos brevemente la bioenergía, hoy es el turno de las tecnologías bioenergéticas. Nos concentramos sobre todo en aquellas relacionadas con la biomasa.
Las tecnologías derivadas de la biomasa pueden ser de combustión directa (combustión y co-combustión) en un horno para producir vapor que se utiliza en un generador de turbina de vapor (STG) y aquellas que convierten la biomasa sólida a un gas o líquido intermedio que es utilizado en un motor primario para producir electricidad. Estos procesos de conversión son la gasificación térmica (producto gaseoso), la pirólisis térmica (producto líquido), y la digestión anaerobia (proceso para producir un gas rico en metano)
No quiero repetir un post semejante al realizado hace cosa de un mes, por eso dejo la referencia del mismo para que podáis consultarlo.
Combustión directa
Implica la oxidación de la biomasa con exceso de aire para producir gas de combustión, que produce vapor en las secciones de intercambio de calor de las calderas. El vapor se utiliza para producir electricidad en un ciclo Rankine. Todo el vapor se condensa en el ciclo de turbina, mientras que en la operación de CHP, una porción del vapor se extrae para proporcionar calor de proceso.
El almacenamiento y los subsistemas de alimentación son similares a los de co-combustión. La reducción del tamaño requerido es función del tipo de caldera empleada. Las calderas pueden ser tipo parrilla fija, móvil o vibratoria en función del diseño. El calor liberado por la combustión directa de biomasa suele alcanzar los 128,5-187,4 kW/m3,valor más bajo que la combustión del carbón, 187,4-234,2 kW/m3, debido principalmente a la humedad contenida en la biomasa. En el futuro, los sistemas de lecho fluido pueden ser el diseño preferido debido a las características de rendimiento de emisiones. La turbina de vapor está diseñado típicamente como una turbina de condensación. Para la aplicación de CHP, el vapor se extrae típicamente a 50 psig y 150 psig.
La adición de los secadores y la incorporación de más ciclos de vapor elevan la eficiencia de los sistemas de combustión directa en un 5% -7% alcanzando un rendimiento total de 22% en las aplicaciones industriales actuales.
Gasificación
La gasificación implica la conversión de la biomasa en una atmósfera de vapor o sub-estequiométrica de aire / oxígeno a un gas a medio o bajo poder calorífico para producir un gas rico en monóxido de carbono e hidrógeno además de otros gases tales como metano y dióxido de carbono. Un gas de mediano valor calórico tiene un valor calorífico de 10-20 MJ/m3, y un gas de bajo poder calorífico tiene un poder calorífico de 3,5-10 MJ/m3. Un sistema típico emplea los siguientes
- Alimentar el sistema (comparable al sistema de co-combustión)
- Secado de la biomasa (por lo general con un secador rotatorio)
- Gasificador de la biomasa (en este caso un gasificador de oxidación parcial)
- Enfriador de gas (para reducir la temperatura del gas a la temperatura máxima permisible y para precalentar el agua para un generador de calor de vapor de recuperación)
- Filtro de gas caliente (ya sea un filtro de metal sinterizado o cerámico)
- Gas de limpieza de contaminantes como el azufre o cloro
- Ciclo Brayton (turbina de gas) con extracción de aire
- Recuperación de calor del generador para producir vapor
- Ciclo de Rankine extracción / condensación (vapor de agua extraída para uso gasificador)
- Servicios auxiliares
