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Breve descripción de la valorización energética de residuos mediante la tecnología de la gasificación
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¿QUÉ ES LA GASIFICACIÓN?
La gasificación es un proceso termoquímico en el que un sustrato
carbonoso (carbón, biomasa, plástico) es transformado en un gas
combustible mediante una serie de reacciones que ocurren en
presencia de un agente gasificante (aire, oxígeno, vapor de agua o
hidrógeno)
¿QUÉ BENEFICIOS LE PUEDE APORTAR?
Eliminación del residuo en la misma
planta de fabricación sin costes por transporte, cobrar por venta de
electricidad y reducir los consumos de calor i/o frío.
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E R I G E I N N O V A S . L .
Ingeniería y Consultoria Energética
C/ Magdalena Miró, 21 3º 1ª
08800 Vilanova i la Geltrú
Telf: 938160734
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Gasificador “Ankur-Scientific”
El gasificador ”Ankur Scientific" es de lecho fijo, con flujo
downdraft, que garantiza una óptima combinación de rendimiento termoquímico, limpieza del syngas y
simplicidad constructiva y de mantenimiento.
Los procesos termoquímicos que tienen lugar en la
gasificación son cuatro:
1. secado
2. pirolisis
3. combustión
4. reducción
COMBUSTIÓN
Es la oxidación de la biomasa y de los derivados de la
pirolisis. Se produce en presencia de oxígeno, a una
temperatura entre 1.000-1.100ºC. El aire comburente entra
en la zona de combustión a través del conducto
dimensionado para tener una combustión hipo aeróbica, de
forma que los hidrocarburos se transforman en gas.
REDUCCIÓN
El gas producto de la combustión pasa a través de un lecho
de carbón entre los 600-800ºC. El lecho de carbón se
alimenta constantemente de la combustión, y contribuye a
regenerar el gas, aumentándole el poder calorífico.
La reducción actúa principalmente sobre el vapor de agua y
el anhídrido carbónico:
CO2+C=2CO
H2O+C=H2+CO
El syngas tiene un poder calorífico inferior medio de 1.200 Kcal. Se produce
aproximadamente 2,5 Nm3 por cada kg de biomasa (3.000 Kcal total).
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La composición química promedio del syngas es:
CO 16-18%
H2 16-18%
CH4 2-3%
resto: N2, CO2, O2 (gases no combustibles)
El gasificador Ankur Scientifc tiene una eficiencia de gasificación cercana al 80%. Es
decir, el 80% del poder calorífico de la biomasa se transforma en syngas. Usando, por
ejemplo, astillas de leña al 15 % de humedad (3.750 Kcal), se obtiene un consumo
específico de 1 kg de biomasa por cada KWh producido. El consumo específico está
directamente relacionado con el poder calorífico de la biomasa.
Si el residuo carbonoso (carbonilla) de la gasificación se retorna al proceso, el
rendimiento total puede subir hasta el 85-87%.
GASIFICADOR DE BIOMASA, RANGO DE POTENCIA
GASIFICADORES
Modelo Power Pack
“ANKUR”
Potencia Nominal
(kWe)
Potencia absorbida motores
auxiliares (kWe)
Modelo Gasificador
Biomasa “Ankur”
Consumo horario
biomasa kg/hr
(astillas al 15%
humedad)
Nominal Neta
GAS-250 250 225 25 WBG-400 250
GAS-320 320 290 30 WBG-500 320
GAS-500 500 455 45 WBG-700 500
GAS-750 750 682 68 WBG-850 750
GAS-1000 1000 910 90 WBG-1100 1000
GAS-1500 1500 1365 135 WBG-1800 1500
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Funcionamiento del gasificador de biomasa La biomasa se introduce por
la parte superior del
gasificador, desde donde
desciende hacia la parte más
estrecha del reactor. Se
encuentra con el aire a
temperatura elevada y la
reacción de gasificación se
inicia. Punto fuerte: la
configuración geométrica del
reactor permite obtener una
elevada tasa de conversión
de los productos de pirolisis
y manejar una elevada
presencia de alquitrán.
Descripción de las partes:
Carga de la biomasa:
El sistema de carga de la biomasa se proyecta y construye en base al tipo
de biomasa a emplear y a las exigencias logísticas del cliente. Es
completamente automático, a partir de la tolva de almacenamiento. La
humedad máxima admitida es del 20%, por lo que el sistema puede
incorporar un proceso de secado para biomasa con humedad superior al
20%. Para obtener el secado se emplean los gases de escape del motor
por lo que esta fase no incrementa los costes operativos.
Gasificación:
El gasificador ha sido diseñado para funcionar en continuo, 24 h/día
durante 8.000 horas/año. Transforma la biomasa en syngas con un poder
calorífico medio de 1.200 Kcal/kg.
Eliminación del residuo carbonoso:
El gasificador está dotado de un sistema de rasqueta móvil y una doble
válvula de guillotina para eliminar el residuos carbonoso pesado (>150
micron) del fondo del reactor.
Filtración y enfriamiento del syngas:
El syngas sale del reactor a 500ºC, llevando con él las partículas más
ligeras del residuo carbonoso (< 150 micron) y las cenizas contenidas en
la biomasa. El syngas debe ser enfriado y lavado.
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El esquema de filtración estándar contempla:
un multiciclón en seco
un intercambiador de temperatura aire/aire
un scrubber de agua (en circuito cerrado)
un compresor con nebulizador de agua
un ciclón de separador de agua
un condensador
dos filtros de biomasa
un filtro de mangas
El esquema de filtración del syngas podrá ser modificado y adaptado en
base a la topología de biomasa. Por ejemplo, biomasa oleosa o con
amoniaco, requieren de un tratamiento del syngas diferente.
Regulación del flujo del syngas:
Es uno de los aspectos relevantes del gasificador. En la instalación el
syngas viene controlado por tres válvulas en serie, que regulan:
1. El caudal del syngas hacia el motor. Una válvula motorizada controlada
por un transductor en el cuadro eléctrico regula el caudal en base a la
carga eléctrica requerida en la instalación (conexión en red o
funcionamiento en isla).
2. La relación estequiométrica. Una válvula regula en continuo la mezcla
aire/syngas.
3. La aspiración de la mezcla aire/syngas. La válvula principal del motor
controlada por el regulador de giro mantiene la velocidad de giro en
1.500 rpm (50Hz) a la carga nominal de la instalación (kw eléctrico).
Cogeneración:
Es un generador con motor ciclo Otto que produce energía eléctrica y calor.
Energía eléctrica: El rendimiento eléctrico se sitúa entre el 30 al 36%,
en función del tipo de motor. Los motores normalmente usados en los
gasificadotes Ankur Scientific son Cummins y Perkins, que tienen un
rendimiento del 30% con unos razonables costes de inversión y
mantenimiento y una comprobada fiabilidad en 20 años de experiencia. A
requerimiento del cliente están disponibles otros motores (GE-Jenbacher,
Guascor, etc...).
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Energía térmica: Se produce en forma de gases de escape a 450º-500ºC
y agua caliente a 85º-90ºC (circuito de refrigeración del motor). Usando
los gases de escape para el secado de la biomasa con humedad superior al
20%, toda la energía térmica del circuito de refrigeración está disponible.
La relación de cogeneración es en este caso de 1 kWh térmico por cada
kWh eléctrico. El calor estará disponible durante todo el tiempo de
funcionamiento del motor (8.000 h/año). En caso de no ser usado, será
disipado por el radiador de servicio.
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¿Por qué 'Ankur' gasificadores de biomasa? 'Ankur' probablemente tiene el mayor número de instalaciones de funcionamiento
regular del generador de gas en el mundo. Hay varias razones para tomar esta
dirección:
Somos una de las pocas empresas con un departamento de I + D. Esto nos permite
manejar las demandas de campo mejor. Al mismo tiempo, mejorar el rendimiento
de nuestros sistemas basado en la retroalimentación de los ya instalados.
Con oficinas a nivel internacional en Italia y ahora en España, que proporcionan a la
carta todos los servicio post-venta.
Muy amplia gama de sistemas de generador de gas en términos de materias primas
que se pueden utilizar.
El gas de gasificación 'Ankur' es extremadamente limpio. Esto es en parte debido a
nuestro diseño del generador de gas y también por nuestro sistema patentado de
refrigeración y limpieza del sistema.
Ankur Scientific - La Compañía Ankur Energía SA Scientific Technology. Ltd., una compañía fundada en 1986, ha
estado a la vanguardia de la investigación y las actividades de desarrollo en el área de
fuentes de energía no convencionales.
Creado por Dr. BC Jain, un tecnócrata de renombre internacional, la empresa tiene,
desde su creación, un récord envidiable de desarrollo, tanto en el ámbito de la
gasificación de la biomasa, así como los sistemas de calentamiento solar de agua.
La compañía ha desarrollado y comercializado una gama muy amplia de gasificadores de
biomasa que varían en tamaño desde tan pequeños como 5 kWe de salida a 2200 kWe
de salida. Un número de instalaciones de campo, tanto en aplicaciones industriales y en
aplicaciones como la electrificación rural son un testimonio no sólo de la fiabilidad a largo
plazo de los gasificadores, sino también de la creciente aceptación de la tecnología
desarrollada por la empresa. Estas instalaciones de campo han demostrado su eficacia
en el ahorro de grandes sumas de dinero para los propietarios mediante la sustitución de
los combustibles convencionales costosos líquidos con bajo precio, la biomasa disponible
localmente.
Ankur Scientific ha iniciado la exportación de esta tecnología autóctona desarrollada para
el mundo. La empresa cuenta ya con instalaciones en Sri Lanka, Uganda, Camboya,
Italia, U.S.A, Colombia, Australia, etc.
Muchos de estos clientes eligieron ‘Ankur’ después de una evaluación técnica muy
rigurosa de los demás proveedores tanto a nivel local como internacional.
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Lista de instalaciones
GASIFICACION EN DUAL GAS MODE
GASIFICACION EN SYNGAS MODE
