Nuevo sistema de gasificación de biomasa

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Un nuevo sistema de combustión de biomasa. El sistema está pensado para utilizar material con un contenido en humedad del 60%

FUENTE – Biodiesel Spain – 20/07/09

La compañía danesa Dall Energy acaba de lanzar un nuevo sistema de combustión de biomasa que incorpora mejoras tecnológicas como una cámara de combustión sin partes móviles, un 20% más de eficiencia, un rango de humedad del combustible aceptado entre 0 y 60% y un sistema integrado en una sola unidad.

La unidad está dividida en tres partes: la cámara de combustión, donde el combustible se transforma en gas de alta temperatura y cenizas; el sistema de refrigeración de alta temperatura donde los gases de escape son enfriados en seco; y el sistema de refrigeración de baja temperatura, donde los gases de escape son enfriados empleando la energía de condensación del vapor de agua.

En la cámara de combustión de Dall Energy sólo se introduce aire en los procesos que realmente necesitan oxígeno: la combustión del material sólido y la combustión del gas.

En el fondo de la cámara se ubica un gasificador updraft (en contracorriente). Aquí los sólidos se transforman en gas combustible y en cenizas. En la capa superior, el combustible es secado y pirolizado. El calor para estos dos procesos –secado y pirólisis- proviene de la gasificación de los gases, por debajo, y de la radiación de la combustión de los gases, por encima. Los gases generados en el fondo son quemados en la sección superior, en un proceso de gran estabilidad gracias al diseño operativo del horno.

El sistema está pensado para utilizar material con un contenido en humedad del 60%. Cuando el combustible está más seco, se le añade vapor condensado procedente de la unidad de refrigeración de baja temperatura. Se consigue así una temperatura adiabática de llama de 1050-1100ºC cuando el contenido de oxígeno en los gases de escape es del 4% (sobre materia seca). Este contenido corresponde a un gas de combustión con un valor lambda de 1.3 (mezcla pobre).

Así, independientemente del contenido de humedad del combustible, todo el sistema operará con un gas de composición igual a la debida a un combustible con un 60% de humedad.

En la mayor parte de las plantas de biomasa, los gases de escape son refrigerados en unidades de alta temperatura hasta unos 150-120ºC, lo que provoca que estas unidades de refrigeración sean de gran tamaño. Por otro lado, en los sistemas de refrigeración a baja temperatura se producen, muy a menudo, problemas de corrosión.

Al emplear ambos sistemas, los gases de escape que van a ser finalmente enfriados en una unidad de baja temperatura sólo tendrán que reducir su temperatura en el sistema de alta temperatura hasta 300-400ºC. De esta manera, el refrigerador es más pequeño y se evitan los problemas de corrosión por baja temperatura.

Para obtener una eficiencia elevada, los gases de escape son enfriados hasta una temperatura de 35-40ºC. La baja temperatura de humos junto con el bajo contenido en oxígeno de los gases de escape ofrecen como resultado una eficiencia muy elevada.

Para lograr una temperatura de humos tan baja se emplea un sistema de humectación del aire en la fase en la que el aire de combustión/gasificación está siendo precalentado. Los gases de escape son enfriados hasta 15-20ºC por debajo de la temperatura de retorno del agua de la red.

Gracias a la técnica de gasificación updraft el horno admite una amplia variedad de combustibles. El sistema de refrigeración de alta temperatura puede calentar tanto agua como aceite térmico. En este caso, la energía obtenida del sistema de alta temperatura puede emplearse para generar electricidad, a través de ciclo Rankine; para refrigeración, a través de máquinas de absorción; para purificar agua, mediante destilación en vacío; para generar vapor, con calderas de vapor-aceite térmico; o en district heatings.

El Programa danés EUDP (Programa para el Desarrollo y Demostración de Tecnología Energética) ha patrocinado la iniciativa de Dall Energy para desarrollar una planta piloto en Dinamarca con esta tecnología.

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