Densificados para uso energético empleando …...Densificados para uso energético empleando...
44
Densificados para uso energético empleando residuos agrícolas y forestales Grupo de Investigación y Desarrollo en Carbón y Biocombustibles PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERU
Transcript of Densificados para uso energético empleando …...Densificados para uso energético empleando...
Densificados para uso energético empleando
residuos agrícolas y forestales
Grupo de Investigación y Desarrollo enCarbón y Biocombustibles
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERU
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
QUIENES SOMOS
CARBÓN - BIOCOMBUSTIBLES24 años de trabajo
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
NUESTRO TRABAJO
Conversión de la biomasa residual seca en productos densificados – biopellets y biobriquetas – para uso energético
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
¿QUÉ NOS LLEVÓ A TRABAJAR EN DENSIFICACIÓN?Potencial energético de la biomasa residual existente no aprovechado.
Las ventajas que ofrecen los productos densificados.
Existencia de necesidades energéticas no cubiertas.
Cambio de la matriz energética nacional.
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
BIOMASA ENERGÉTICA
RESIDUALSECA
RESIDUAL NATURAL
RESIDUALHÚMEDA
CULTIVOSENERGÉTICOS
R. FORESTALESDEL BOSQUE
RES. BIODEGRADADLESR. Urbanos
R. IndustrialesR. Ganaderos
RESIDUOS DEInd. maderera
Ind. agroalimentaria
ColzaGirasolcaña
NUESTRA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
BIO
MA
SA
RE
SID
UA
L S
EC
A
Maíz- hojas y tallos
Algodón – restos proceso
Cascarilla de arroz
Cascaras de coco
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
SE REQUIERE:
Metodología para seleccionar los residuos agrícolas y forestales más adecuados para uso energético.
Procedimientos para realiza la densificación y el control de calidad del producto final
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
INICIANDO EL TRABAJO
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
SELECCIÓN DE RESIDUOS
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
PASOS A SEGUIR:
A. Establecer criterios de calificación
B. Establecer una escala de valoración
C. Ponderar cada criterio de acuerdo a su compatibilidad para uso energético del residuo.
D. Identificar las fuentes que generan residuos.
E. Calificar los residuos
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
CRITERIOS DE CALIFICACIÓN...
1. Producción media anual ( 10 años)2. Rendimiento por hectárea3. Fracción del residuos (terreno, planta de
procesamiento)4. Localización geográfica del residuo5. Distancia: centro de generación –
usuarios.6. Propiedad del residuo.
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
7. Propiedades físico-químicas del residuo.8. Ventajas ambientales y económicas de su
empleo9. Uso del residuo en otras actividades10. Facilidades para la recolección, transporte
y almacenamiento11. Experiencia mundial de usos energéticos
del residuo
...CRITERIOS DE CALIFICACIÓN
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
ESCALA DE VALORACIÓN
0 1 2 3 4 5
No se dispone de información
No es compatible con la aplicaciónenergética del residuo
Poco compatible con la aplicaciónenergética del residuo
Compatible con la aplicaciónenergética del residuo
Muy compatible con la aplicaciónenergética del residuo
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
CONOCIENDO LOS RESIDUOS
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
RESIDUOS FORESTALES
LUGAR OPERACIÓN TIPO DE RESIDUO
Bosque Operaciones forestales
Ramas, agujas, hojas, tocones, raíces, madera de mala calidad y podrida, recortes y aserrín;
AserraderoAserrío
Corteza, aserrín, recortes, madera partida, virutas, lijaduras;
Producción de tableros contrachapados
Cortezas, almas, aserrín, hojas de nenúfares, recortes y residuos de chapas, recortes de paneles, lijaduras;
Producción de tableros partículas
Cortezas, cribaduras, menudos, recortes de paneles, aserrín, lijaduras.
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rolloRESIDUOS AGRÍCOLAS
CULTIVO RESIDUOS GENERADOS
Café Piel, mucílago, cascarilla
Arroz Raíces, tallos, cascarilla
Vid Sarmiento o vástago, orujos (residuo después de exprimida)
Maíz Zuro o coronta
Olivo Ramas, orujillo
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
EVALUANDO LOS RESIDUOS
Muestra representativa
Análisis de laboratorio
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
CALADOR PARA EXTRACCIÓN
Caladores
Divisor
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
Energéticos:– Análisis inmediato– Análisis elemental– Poder calorífico– Análisis de cenizas
Físicos– Indice de triturabilidad– Indice de friabilidad
También:Densidad, forma, tamaño, distribución granulométrica
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
ESTIMANDO VOLÚMENES DISPONIBLES
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rolloPRODUCCIÓN AGRÍCOLA
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
PRODUCCIÓN FORESTAL
0
200
400
600
800
1,000
1,200
1,400
1,600
1,800
2,000
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
Año
mile
s de
m3
Madera rolliza (miles de m3) Madera aserrada (en miles de m3)
16%
13%
19%
34%
5%
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
BALANCE DE MASA
20 kg de cascarilla
5 kg de polvillo
1 kg de nielen 2 kg de arrocillo
72 kg de arroz
75 kg de arroz pulido
80 kg de arroz integral
100 kg de arroz cáscara
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
INDUSTRIA MADERERA
Bosque 100%
38% residuos
62% aserradero
54.8% residuos
45.2% madera aserrada
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
RESULTADO
Cascarilla de arrozCascarilla de caféRastrojo de algodónBagazo de cañaAserrín
Residuos de mayorinterés como fuente de energía:
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
DESARROLLO DE DENSIFICADOS
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
¿DENSIFICACIÓN?
Proceso de transformación física de la biomasa residual seca en elementos compactos, de forma definida, de mayor densidad y de mayor valor energético.
Productos obtenidos: – biobriquetas– biopellets.
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
VENTAJAS
Ventajas técnicas
Ventajas medioambientales
Ventajas sociales
Ventajas económicas
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
TIPOS DE DENSIFICACIÓN
BRIQUETADO– Por compresión– Por extrusión– Por agitación y
rodadura
PELETIZADO– Con matriz anular– Con matriz cilíndrica
BRIQUETADOCon aglomeranteSin aglomerante
PELETIZADOSin aglomerante
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
BIOMASA RESIDUAL
SECA
Molienda
Densificado
Limpieza y despedregado
Pretritutado Secado
DISEÑO DELPROCESODE DENSIFICACIÓN
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo DESARROLLO
DE EQUIPOS
Disco aglomerador
Briquetadora
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
BRIQUETAS POR COMPRESIÓN
COMPOSICIÓN– Residuo virgen y/o
carbonizado– aglomerante
PROCESO: compresión en prensa manual
Densidad 1000 kg/m3D=37 mmH=34 mmd=12.5 mm
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rolloPELLETS
Diámetro: de 6 a 10 mm Longitud: de 10 a 30 mm Humedad: de 7 a 12 %Bulk density de 650 a 700 kg/m3 Densidad 1000 kg/m3Poder calorífico: de 4.500 a 5.000 kcal/kg
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rolloBRIQUETAS POR RODADURA
COMPOSICIÓNResiduo carbonizadoaglomerante
PROCESO: agitación y rodadura en disco
Densidad 1200 kg/m3 D= 20 a 50 mm
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
PC kJ/kg0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000
Corteza verde
Viruta verde
Serrín húmedo
Viruta seca
Serrín seco
Leña
Pellets / briquetas
carbón vegetal
carbón mineral antracitico
Diesel
Gasolina de 98 octanos
GLP
Kerosene
Propano
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
ESTANDARIZACIÓN Y CONTROL DE CALIDAD DEL PRODUCTO
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
CONTROL DE CALIDAD
Energéticos:– Análisis inmediato– Análisis elemental– Poder calorífico– Análisis de cenizas– Eficiencia de
combustión– Temperatura de
combustión– Tiempo de
encendido
Físicos– Durabilidad– Resistencia a la
compresión– Resistencia al
impacto– Dimensiones– Densidad aparente– Densidad– Forma
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
DENSIFICADOS PRUEBAS FÍSICAS
• DIMENSIONES• PESO• FORMA• DENSIDAD
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
DENSIFICADOS PRUEBAS FÍSICAS
Ensayo de durabilidad
Resistencia a la compresión
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
EQUIPOS PARA BIOCOMBUSTIBLES
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
CONCLUSIONES
1. La transformación de la biomasa residual seca en biopellets o biobriquetas es un proceso complejo que requiere la aplicación de la tecnología adecuada.
2. La densificación de los residuos– Incrementa su valor económico – Cambio de la matríz energética– Reducción de impactos ambientales que genera
su eliminación– Crea fuentes de trabajo
Ener
gía
Ren
ovab
le p
ara
el D
esar
rollo
3. El éxito del proceso depende del trabajo conjunto de
MUCHAS GRACIAS
Grupo de Investigación y Desarrollo en
Carbón y Biocombustibles
PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERU
