Gasificación de madera para la obtención de un syngas útil en la producción de biocombustibles y/o productos químicos

Abstract

ResumenEn el presente trabajo se desarrolló un modelo en equilibrio que permite simular el proceso de producción de un syngas útil para la obtención de biocombustibles líquidos y/o productos químicos mediante gasificación en lecho arrastrado. El proceso fue modelado mediante el software Aspen Plus, considerando las etapas de pretratamiento y acondicionamiento de la biomasa (secado, torrefacción y molienda), gasificación en lecho arrastrado, limpieza y acondicionamiento del syngas producido, y ajuste de la relación H 2 /CO, adicionalmente se modela la Unidad de Separación de Aire (ASU) para la producción de oxígeno como agente gasificante. La validación del modelo se realizó a partir de datos experimentales reportados en la literatura, mediante el análisis de los errores relativos para las variables de interés: relación H 2 /CO, poder calorífico inferior (LHV, de sus siglas en inglés Lower Heating Value) y eficiencia en frío, obteniendo errores de 7,8%, 11,8% y 8,8%, respectivamente. Adicionalmente, se evaluó la sensibilidad del modelo para predecir el efecto de variables de proceso como la temperatura de torrefacción y la relación equivalente sobre las variables respuesta H 2 /CO y LHV, obteniendo con el modelo tendencias similares a las reportadas en la literatura bajo diferentes condiciones de operación, lo cual muestra que el modelo es sensible a cambios en los parámetros del proceso. Por tanto, se considera que el modelo desarrollado es una herramienta computacional útil para realizar análisis de sensibilidad en procesos de producción de biocombustibles líquidos y/o productos químicos a partir de gasificación de biomasa en lecho arrastrado. Palabras clave: gasificación en lecho arrastrado, Aspen Plus, biocombustibles líquidos, biomasa, syngas.Abstract A model to simulate the entrained flow gasification process to produce a syngas useful in the synthesis of liquid biofuels and/or chemicals was developed. The model is simulated in Aspen Plus and includes the stages of: pretreatment and conditioning of biomass (drying, torrefaction and grinding), entrained flow gasification, cleaning and conditioning of syngas produced, adjustment of H 2 /CO relation, and an Air Separation Unit (ASU) for oxygen production as gasifying agent. The model validation was performed from experimental data reported in the literature, by analyzing the relative errors for the interest variables: H 2 /CO, lower heating value and cold gas efficiency, founding errors of 7.8%, 11.8% and 8.8% respectively. Additionally, the sensibility of the model to predict the effect of process variables as torrefaction temperature and equivalence ratio on response variables, showed similar tendencies to those found Cita: Suárez L, Pérez JF, Barrera R. Gasificación de madera para la obtención de un syngas útil en la producción de biocombustibles y/o productos químicos. rev.ion. 2017;30(1):57-71.

Selección de gasificador para la generación de energía eléctrica a pequeña escala empleando biomasa agricola

“…El gasificador de lecho móvil downdraft que se recomienda para aplicaciones de generación de electricidad de pequeñas capacidades menores a un mega watts de potencia, debido a su capacidad de producción de gas suministrado a los motores de combustión interna (Lesme-Jaén, 2016;Suárez et al, 2017). De la misma forma, Vega y Herrera (2017) citando a Held (2012) plantean que los gasificadores de corriente descendente son adecuados para capacidades entre uno y uno y medio mega watts de potencia.…”

Biomass gasification under external heating and using steam as a gasifying agent: Numerical analysis

“…This process allows a medium energy density gas production from biomass with moisture contents up to 50%w.t. This producer gas reaches Lower Heating Values (LHV) around 12 M J/N m 3 [6] which is able to feed conventional thermal machines or to be used as a precursor for high quality fuels such as hydrogen [7]. Like external energy sources for the process, char, biomass and process byproducts, combustion has been analyzed.…”

“…Systems with external combustion, usually named as indirect gasification, can be operated up to 1,500 K with efficiencies around 60% and 40% for gasifier and the overall generation process respectively [8][9][10]. Characteristics of this technology have allowed it to achieve a demonstrative level with powers up to 4 MWth in which the producer gas properties enable it as a precursor of natural gas or other gases with higher quality [7,11,12]. It is worth noting that this system keeps the conventional gasifier system characteristics, which have few performance variations over changing environmental conditions.…”