EL ANÁLISIS DE RENDIMIENTO DE UN SISTEMA DE POTENCIA Y CALOR COMBINADO A PEQUEÑA ESCALA

QUE UTILIZA RESIDUOS DE BIOMASA AGRÍCOLA: PROYECTO DE

DEMOSTRACIÓN SMART-CHP

Callao 2016

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UBICACIÓN EN EL NOROESTEGENERACIÓN COMBINADA DE CALOR Y ELECTRICIDAD A

PARTIR DE BIOMASA

INDICE1. Proceso de Gasificación2. Tecnologías de cogeneración a

partir de biomasa gasificación

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UBICACIÓN EN EL NOROESTELA COGENERACIÓN (Producción combinada de calor y electricidad, CHP) es la producción simultánea de energía eléctrica o mecánica (potencia) y energía térmica útil a partir de un único flujo de energía como el petróleo, carbón, gas natural o licuado, biomasa o solar. PRINCIPAL ALTERNATIVA a los sistemas tradicionales en ahorro de energía y conservación del medio ambiente La producción de cogeneración es un buen ejemplo donde la integración termodinámica de EFICACIA MÁS ALTA (HASTA 20%), el ahorro de combustible y disminución de emisiones CO2.

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UBICACIÓN EN EL NOROESTE

La madurez de las tecnologías de conversión difiere. COMBUSTIÓN es una conversión de biomasa bien establecida y totalmente comercial tecnología, GASIFICACIÓN puede todavía no ser considerados como totalmente comercial para la biomasa, más compleja que la combustión.

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UBICACIÓN EN EL NOROESTELA BIOMASA es un combustible difícil de manejar en comparación con los convencionales combustibles fósiles. 

TECNOLOGÍA DE COGENERACIÓN DE BIOMASA.

• Turbinas de vapor• Motores de vapor• Turbinas de gas• Gas micro turbinas• Turbinas de aire caliente

• Motores de gas• ORC y • Motores stirling • Pilas de combustible

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UNA DESVENTAJA del uso de instalaciones centrales a gran escala es el transporte de la biomasa, debido a que las materias primas de biomasa y la producción de se distribuyen .se distribuyen. En este aspecto, un sistema descentralizado y pequeño de Energia combinada de calor y electricidad (CHP) son más beneficiosos

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UBICACIÓN EN EL NOROESTEEl término CHP MICRO-ESCALA se utiliza a menudo para referirse a los sistemas de cogeneración a pequeña escala con una capacidad eléctrica menor que 15 kWel

LOS MOTORES DE GAS, MICROTURBINAS Y PILAS DE COMBUSTIBLE son sistemas adecuados para la pequeña escala la producción de energía debido a su alta eficiencia a baja potencia rangos. Estas tecnologías, sin embargo, operan únicamente con combustibles gaseoso, por lo tanto el ACOPLAMIENTO CON UNA TECNOLOGÍA DE GASIFICACIÓN es necesario para la integración de sistemas.

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UBICACIÓN EN EL NOROESTEPROCESO DE GASIFICACIÓNLa gasificación proceso termoquímico que convierte materiales carbonoso (carbón, coque de petróleo, biomasa, etc.) en una gas combustible llamado gas productor. La energía de biomasa es económico producir y proporciona más energía que cualquier otra fuente renovable. 

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El GAS PRODUCTOR se puede utilizar ya sea para mayor la generación de energía en plantas de cogeneración (CHP) o en procesos secundarios, que convierten el gas en biocombustibles sintéticos. 

Además, puede ser utilizado para producir hidrógeno, metanol, así como los productos químicos básicos como dimetil éter.

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UBICACIÓN EN EL NOROESTE

la GASIFICACIÓN DE BIOMASA desempeñe un papel clave en la expansión del uso de la biomasa como una importante fuente de energía renovable. El proceso se lleva a cabo a altas temperaturas, donde sufre la biomasa sólida una descomposición térmica para formar productos en fase gaseosa, una mezcla que incluye típicamente H2 , CO, CO2, CH4, H2O, N2 (en el caso de gasificación por aire) hidrocarburos gaseosos más grandes, alquitranes, carbón y cenizas.

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UBICACIÓN EN EL NOROESTE

La gasificación de biomasa por lo general se lleva a cabo en la temperatura gama de 750 a 900 ºC usando aire, vapor, oxígeno o una combinación de los compuestos mencionados anteriormente como medio de oxidación.

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UBICACIÓN EN EL NOROESTE

La tecnología de gasificación, que es el principio de contacto fuel-oxidizer y mezclado durante el proceso, afecta seriamente la cantidad de alquitranes y partículas en el gasógeno, por tanto, también su composición del gas y su valor calorífico. Las principales categorías del reactor de gasificación son el reactor de lecho fijo y el reactor de lecho fluidizado. 

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UBICACIÓN EN EL NOROESTELos reactores de lecho fluidizado se caracterizan por altas tasas de transferencia de calor y masa ,y una buena mezcla de la fase sólida, lo que significa que las tasas de reacción son altas y la temperatura del proceso es relativamente constante. En esta tecnología, que se aplica en la unidad Smart-CHP, la composición y la calidad del gas productor dependen de varios factores tales como las propiedades fisicoquímicas de la biomasa, el material del lecho fluidizado (inerte o catalítica), el medio de gasificación (aire, de vapor, mezclas especiales), así como las condiciones de funcionamiento (temperatura, presión, la biomasa para oxidante relación etc.).

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TECNOLOGÍAS DE COGENERACIÓN A PARTIR DE LA GASIFICACIÓN BIOMASA

El gas obtenido por gasificación puede ser quemado en un motor diesel, motor de combustible a gas o dual, o en una turbina de gas o utilizarse como una entrada en celdas de combustible. Están actualmente en fase de desarrollo y demostración, pero no han alcanzado aún la madurez del mercado como la tecnología de motores de combustión interna, motores Stirling, sistemas de turbinas de gas o ciclo de Rankine orgánico (ORC)

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La integración de los sistemas de gasificación de biomasa en plantas descentralizadas de COGENERACIÓN CON MICROTURBINAS son muy prometedoras por ser sistemas altamente eficaces. Las TURBINAS DE GAS son muy sensibles a la concentración de condensado de alquitranes y necesitan gas muy eficiente que aumenta funcionamiento y costos de mantenimiento. Las combinaciones de GASIFICACIÓN TÉRMICA y PILAS DE COMBUSTIBLE han sido estudiados por varios investigadores a través de simulaciones por PC y corta duración de los ensayos experimentales.

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MOTORES DE COMBUSTIÓN interna tienen la ventaja de robustez, alta eficiencia, pequeños, mayor tolerancia a los contaminantes que las turbinas, un mantenimiento más fácil y amplia aceptación. La chispa de encendido (motores Otto), así como de encendido por compresión (motores diesel) puede ser operado por el gas productor, son ampliamente utilizados en la producción de cogeneración. Mayor potencia de salida de un motor productor de gas se logra a bajas temperatura del gas En aplicaciones de potencia, es ventajoso enfriar el gas a medida de lo posible, y es necesario filtrar y limpiar el gas de hollín, ceniza, y alquitranes.

Plantas de energía a base de ICE (MOTORES DE COMBUSTION INTERNA) costo de inversión relativamente baja mientras y tiempo de construcción corto. Y parámetros de funcionamiento flexibles, rápida puesta en marcha, alta eficiencia en cargas parciales, mantenimiento simple y así como la capacidad multi-combustible.En este trabajo se presenta el ACOPLAMIENTO DEL GASIFICADOR CON UN ICE y la investigación del efecto de las características de las materias primas, los parámetros del proceso y la mezcla de combustible del ICE sobre el RENDIMIENTO Y FIABILIDAD de la unidad Smart-CHP.