GASIFICACION

La'Gasificación es un proceso termo-químico en el que la biomasa, normalmente de origen

leñoso, es transformada en un gas combustible (conocido como syngas, gas de síntesis, gas

pobre, gas de madera o gas de gasógeno). Se considera que el gas producido tiene un bajo o

medio poder calorífico (1.000 - 3.000 kCal/ Nm3 ) si es comparado con el gas natural (9.000

kCal/m3), el butano (28.000 kCal/Nm3) o el hidrógeno (2.500 kCal/Nm3).

El gas producido contiene CO, H2, CH4, CO2, N2, vapor de agua entre otros componentes que

se encuentran en menor cantidad. Estos compuestos se encuentran en el gas en proporciones

distintas, principalmente según: la presentación y la composición de la biomasa, la tecnología

utilizada para gasificar, el agente gasificante y la relación agente gasificante/biomasa. El

agente gasificante puede ser vapor de agua, oxígeno, aire o una mezcla de los anteriores,

obteniendo el gas con menor poder calorífico cuando se utiliza aire, en este caso la entrada se

limita entre un 20 y un 40% del teóricamente necesario para una combustión completa, y la

temperatura de operación oscila entre 700 y 1.400°C según el tipo de tecnología utilizada y las

condiciones del proceso.

El gas combustible generado puede ser aprovechado de diversas maneras: a través de

procesos de combustión para producir electricidad y/o energía térmica o como gas de síntesis

transformándose en productos de mayor valor añadido.1

SYN - GAS

El gas de síntesis o Sintegas (Syngas, en inglés) es un combustible gaseoso obtenido a partir de sustancias ricas en carbono (hulla, carbón, coque, nafta, biomasa) sometidas a un proceso químico a alta temperatura. Contiene cantidades variables de monóxido de

carbono (CO) e hidrógeno (H2).Utilización del gas de síntesis[editar]

El nombre gas de síntesis proviene de su uso como intermediario en la creación de gas

natural sintético (GNS)9 y para la producción de amoníaco o metanol. El gas de síntesis

también se utiliza como producto intermedio en la producción de petróleo sintético, para su

uso como combustible o lubricante a través de la síntesis de Fischer-Tropsch, y previamente

al proceso Mobil para convertir metanol en gasolina.

El gas de síntesis está compuesto principalmente de hidrógeno, monóxido de carbono, y muy

a menudo, algo de dióxido de carbono. Posee menos de la mitad de densidad de energía que

el gas natural. Se ha empleado y aún se usa como combustible o como producto intermedio

para la producción de otros productos químicos.

Cuando este gas se utiliza como producto intermedio para la síntesis industrial de hidrógeno a

gran escala (utilizado principalmente en la producción de amoniaco), también se produce a

partir de gas natural (a través de la reacción de reformado con vapor de agua) como sigue:

Con el fin de producir más hidrógeno a partir de esta mezcla, se añade más vapor y así se

produce el desplazamiento de la reacción del gas de agua:

El hidrógeno debe separarse del CO2 para poder usarlo. Esto se realiza

principalmente por adsorción por oscilación de presión (PSA), limpieza de las aminas

producidas y el empleo de reactores de membrana.

El gas de síntesis producido en las grandes instalaciones para la gasificación de

residuos puede ser utilizado para generar electricidad.

Los procesos de gasificación de carbón se utilizaron durante muchos años para la

fabricación de gas de alumbrado (gas de hulla) que alimentaba el alumbrado de gas

de las ciudades y en cierta medida, la calefacción, antes de que la iluminación

eléctrica y la infraestructura para el gas natural estuvieran disponibles.

Proceso Fischer-TropschEl proceso Fischer-Tropsch es un proceso químico para la producción de hidrocarburos líquidos (gasolina, keroseno, gasoil y lubricantes) a partir de gas de síntesis (CO yH2). Fue inventado por los alemanes Franz Fischer y Hans Tropsch en los años 1920,

Cinética[editar]

Las reacciones principales de Fischer-Tropsch son en realidad reacciones de polimerización,

consistentes en cinco pasos básicos:

1. Adsorción de CO sobre la superficie del catalizador

2. Iniciación de la polimerización mediante formación de radical metilo (por disociación

del CO e hidrogenación)

3. Polimerización por condensación (adición de CO y H2 y liberación de agua)

4. Terminación

5. Desorción del producto

La velocidad de reacción está limitada por la cinética y en particular por el paso de

polimerización por condensación.

Productos[editar]

El producto obtenido a la salida de un reactor de Fischer-Tropsch consiste en una mezcla de

hidrocarburos con una distribución muy amplia de pesos moleculares, que van desde los

gases hasta las ceras pasando por la gasolina, el keroseno y el gasóleo. La naturaleza y

proporción de los productos depende del tipo de reactor y de catalizador. En general los

procesos que operan a alta temperatura producen una mayoría de gasolinas olefínicas

mientras que los de baja temperatura dan sobre todo gasóleos parafínicos.

Siempre es necesaria una etapa ulterior de hidrotratamiento para que los productos alcancen

la calidad exigida por el mercado.

Reactores[editar]

A lo largo de la historia se han utilizado cuatro tipos principales de reactores industriales para

desarrollar las reacciones FT:

Reactor tubular en lecho fijo. Sasol denomina Arge a su reactor de este tipo y lo opera a

220-260 °C y 20-30 bar.

Reactor de lecho circulante (llamado Synthol por Sasol), operado a 350 °C y 25 bar.

Produce sobre todo gasolina olefínica.

Reactor de lecho fluidizado (Sasol Advanced Synthol), similar en operación

al Synthol pero de menor tamaño para misma capacidad de producción.

Reactor "slurry", en el que el catalizador se encuentra en suspensión en un líquido (a

menudo ceras producidas por la propia reacción) en el cual se burbujea el gas de síntesis.

Normalmente estos reactores trabajan a baja temperatura para producir un máximo de

productos de alto peso molecular.

Utilidad[editar]

El gasoil obtenido mediante el proceso Fischer-Tropsch (abreviado FT) tiene las ventajas de

apenas contener azufre (con lo cual respeta de forma natural las duras reglamentaciones en

vigor en Europa) y tener un alto índice de cetano, gracias a su bajo contenido en aromáticos.

Por ello, es un combustible con fácil salida al mercado.

Sin embargo, tanto el gasoil como la gasolina y los otros productos FT pueden obtenerse de

forma más sencilla y barata mediante el refino de petróleo. Las plantas FT son caras de

construir y presentan toda una serie de problemas medioambientales. Su uso se justifica sólo

si el petróleo es particularmente caro o escaso y se dispone de una fuente alternativa de

hidrocarburos barata o cercana, por ejemplo: carbón, gas natural, desechos vegetales o

residuos pesados de refinerías.

La producción de gasolina y gasoil a partir de carbón vía el proceso FT sería positiva desde el

punto de vista de la independencia energética para los países que disponen de carbón y no de

petróleo, pero sería negativa en cuanto al impacto sobre el cambio climático. La emisión total

de CO2 para el combustible obtenido de carbón via FT es aproximadamente dos veces

superior a la del mismo tipo de combustible obtenido mediante refino de petróleo. El CO2 no es

emitido en la reacción de FT en sí misma sino en la etapa previa de gasificación y en la

posterior combustión del gas de síntesis no convertido. Si bien el proceso de gasificación

teóricamente permite la captura y secuestro del CO2, a día de hoy (2006) aún no existe

ninguna planta de gasificación a escala industrial que incluya esta opción. Sólo si se

utiliza biomasa como materia prima puede el proceso FT alcanzar un nivel de emisiones de

gases de efecto invernadero comparables o incluso inferiores a las del petróleo.

El proceso FT no es la única vía para convertir carbón en combustibles líquidos. La alternativa

principal es la licuefacción directa del carbón, que sufre de más o menos las mismas

desventajas que la vía FT.

En cuanto al FT a partir de gas natural, sólo es rentable económicamente si algún obstáculo

impide la comercialización directa del gas. Ello ocurre por ejemplo en yacimientos pequeños

situados lejos de los terminales de licuefacción.

CÓMO SE REALIZA LA BIOMETANIZACIÓN?

La Planta de Biometanización de Zonzamas utiliza una tecnología de metanización húmeda denominada BIOSTAB. Se puede alimentar de:

La  fracción orgánica  de nuestros residuos (restos de comida, actualmente provenientes de la Planta de Clasificación).

Lodos deshidratados  procedentes de las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR) de la isla.

En la actualidad también se utilizan  purines de cerdo

 

EL PROCESO EN DATOS

La capacidad de tratamiento de la Planta es de 30.000 T/año de FORSU y 6.000 T/año de Lodos, o sea unas 36.000 toneladas de materia orgánica aproximadamente.

Se pueden llegar a producir 2 MW de electricidad, lo cual permitiría el autoconsumo de la Planta y la venta del excedente a la red eléctrica.

Esta energía es totalmente renovable, pues no se utilizan en ningún momento derivados del petróleo para su producción.

Se podrían obtener unas 4.500 T/año de compost de calidad.

Además, esto conlleva un ahorro mensual de gasoil en el Complejo Ambiental de Zonzamas de 5.000 litros aproximadamente, que era utilizado para mantener el digestor a 37º.