Evaluación del potencial energético del biogás: Aproximación al estado del arte

DIRECCION DE INVESTIGACION

Semana de Investigación UniversitariaSIUDEC2013

EVALUACION DEL POTENCIAL ENERGETICO DEL BIOGAS: APROXIMACION AL ESTADO

DEL ARTE

Diaz M. Cindy Lorena, Numpaque L. Humberto, Rodríguez C. Yeison Eduardo, Ruge R. Ilber Adonayt

FACULTAD DE INGENIERIA INGENIERIA ELECTRONICA

GITEINCO

UNIVERSIDAD DE CUNDINAMARCAFUSAGASUGA

Mayo 7 al 10 de 2013

[email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

Residuos réyenos

sanitarios

Producción de gasesLixiviados

Plantas integrales

Control y aprovecha

miento

Liberación al medio ambiente

Consulta en las bases de datos, obteniendo una aproximación al estado del arte respecto

a técnicas de medición del potencial energético del biogás.

Generación de un prototipo de reactor

anaeróbico tipo Batchpara producir biogás

Implementación de una de las técnicas encontradas que

permita cuantificar el potencial energético del biogás producido.

Comparación de estos resultados con otras fuentes

de energía como carbón, gasolina, gas

natural, etc

Evaluación de la factibilidad y viabilidad de emplear el biogás

como fuente de energía.

Generación de Biogás

Determinación de la calidad de biogás por medición de la temperatura de llama.

Figura 1. Esquema de la configuración experimental para la determinación de la

calidad del biogás a partir de su temperatura de llama

G- Colector del GasT- una sonda de termoparI- Indicador de temperaturaB- Control de bombillaV- Control de válvula

Figura 2. Variación de la temperatura de llama del experimento piloto

Figura 3. Variación de la temperatura del Biogás con la variación del porcentaje de CH4 en el mismo.

Método Calorimétrico.

Figura 4. Montaje experimental propuesto

DESARROLLO EXPERIMENTAL

El método consiste en tomar dos muestras de gases(igual volumen), unade referencia (ej: Isobutano) y una del gas desconocido.

IsobutanoGas

obtenido

Se queman dichos gases en idénticas condiciones de temperatura ypresión para calentar un litro de agua por vez.

GAS CALOR AGUA °C

MODELO MATEMATICO

Por medio de la ecuación de estado de los gases, se determinó el valor dela masa de cada uno de los gases

Donde P=presión; V=volumen; R=rendimiento; T=temperatura.

El poder calorífico del isobutano certificado por la empresa envasadora yque coincide con bibliografía encontrada es de:

Calor entregado por el isobutano al quemarse;

El calor recibido por el agua (depositada en el matraz) se calcula a partirde:

Donde: m=cantidad de agua contenida en el matraz; ce: constante ΔT:variación de la temperatura. Y el resultado se expresa en términos dekilocalorías.

Se determina el valor del rendimiento de la combustión:

Se plantea que este rendimiento es el mismo para los dos gases enestudio, ya que es el mismo montaje y las condiciones de temperaturay presión tanto en el ambiente como la de los gases. Es igual, a partirde esto se realiza un cálculo regresivo para poder ver los parámetrosdel biogás.

Calor recibido por el agua:

Calor entregado:

Poder calorífico:

Como en cualquier otro gas, de las propiedades características del biogásdependen de la presión y la temperatura y también son afectadas por elcontenido de humedad. Los factores más importantes para caracterizar elbiogás son los siguientes:

- Como cambia el volumen cuando cambien la presión y la temperatura.- Como cambia el valor calorífico cuando cambian la temperatura, presión

y/o contenido de agua.- Como cambia el contenido de vapor de agua cuando cambian la

temperatura y/o la presión.

El metano es un gas combustible, incoloro, inodoro, cuya combustión produceuna llama azul y productos no contaminantes. Veintiuna veces más activo queel gas carbónico, el biogás contribuye también muy activamente al "efectoinvernadero". Para evitar estos inconvenientes, su eliminación se ha hechoobligatoria para las mayores instalaciones. Generalmente quemado enchimeneas, puede servir también para producir electricidad.

Birla Institute of Technology and Science, Pilani. (1998). Determinación de la calidad debiogás por medición de la temperatura de llama. India: Energy Conversion &Management .

Comunicaciones Cientificas y Tecnologicas. (2006). Biogas e Isobutano: analisiscomparativo de una propiedad termodinamica. Argentina: Universidad Nacionaldel Nordeste.

Numpaque L. Humerto, Ruge R. Ilber Adonayt (2011). EVALUACION DEL POTENCIALENERGETICO DEL BIOGAS PRODUCIDO MEDIANTE DIGESTION ANAEROBICA DEFRACCION ORGANICA DE RESIDUOS SOLIDOS. Fusagasuga: Universidad deCundinamarca.

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