Biogas

Facultad de Ingeniería - UBA Técnicas Energéticas - 67.56

Aplicaciones del Biogas

Biogas
• Originado por descomposición de materia orgánica por bacterias anaeróbicas • Gas compuesto principalmente por CH4 y CO2 • Composición: varía según la biomasa utilizada • Valor energético: 20-25 MJ/m³ (vs. 33-38 MJ/m³ del gas natural)

Generalidades
• Centros de consumo => generan desperdiciosorgánicos
– Concentraciones humanas – Resultantes de un proceso fabril – Actividad agropecuaria

• Difícil tratamiento y disposición • Zonas consumidoras de energía aisladas de grandes centros urbanos => usan generadores de electricidad • Utilización de desperdicios orgánicos => generación de biogas => generación de electricidad + disposición de desperdicios (+ producción de fertilizante enalgunos casos)

Biodigestores
• Contínuos:
– La carga de materia orgánica y la producción de biogas son contínuos – Presentan variaciones de temperatura (carga del digestor)

• Discontínuos:
– Se agota la materia prima => se los vacía y se los recarga => tiempo sin producción de gas – Se trabaja generalmente con 3 digestores – Poseen gasómetros o pulmones – Trabajan con temperatura más uniformeBiodigestores
• Tipo indú:
– Desarrollado a mitad del siglo XX (basado en experiencias de alemanes y franceses durante la Segunda Guerra) – Opera a presión constante – Gasómetro incorporado – Objetivo: energético

• Tipo chino
– – – – Basado en experiencas indúes Opera con presión variable No tiene gasómetro Objetivo: sanitario y ambiental

Biodigestores
• Tipo indú:
– Cilíndricos,de 1 a 2 m de diámetro y 2 a 2,5 m de profundidad

• Tipo chino:

Biodigestores

– Desde 10m³ a 200m³

Biodigestores
• Tipo moderno:
– Posee 2 membranas flexibles – Membrana superior negra

Biodigestores
Accesorios:
• Filtro de biogas:
– Elimina H2SO4 y H2S – Utiliza limaduras de hierro y virulana

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Gasómetro Serpentina de calefacción Trampa de agua AgitadoresVálvulas Manómetros

Generación de electricidad
• Utilizando biogas como combustible en motogeneradores:
– Motores con combustible dual – Motores especiales para biogas (incluyen el pretratamiento del gas)

• Utilizando biogas en pilas de combustible
– Generación de electricidad – Calor generado por la pila => fermentación – Requieren un biogas con al menos 60% de metano

Rellenossanitarios
• Se genera biogas por la descomposición de materia orgánica => se puede:
– Ventear – Quemar con antorchas – Aprovecharlo como combustible para generar electricidad

Equipamiento para generación de electricidad
• Generadores a Gas – Versátiles para funcionar con biogas y otras gases alternativos (al funcionar con biogas se pierde un 10% de potencia en el motor, lo que conlleva el mismonivel de pérdidas en la generación de electricidad) – Motores Diesel adaptados para funcionar con biogas

Generador con motor Diesel adaptado

Generador con motor para Biogas

Equipamiento para generación de electricidad
• Generadores a Gas con motor Diesel:
– En el caso de los motores diesel, el biogas puede reemplazar hasta el 80% del gasoil – La baja capacidad de ignición del biogas nopermite reemplazar la totalidad del gasoil en este tipo de motores que carecen de bujía para la combustión. – El gas es succionado junto con el aire de combustión hacia el cilindro

Equipamiento para generación de electricidad
• Dispositivos para adaptar los motores para la utilización de biogas:
– Filtro para la captación del sulfuro de hidrógeno en el biogas – Sistema de encendido electrónico– Sistema de tratamiento de gases de escape – Control de combustión – Mezclador de Aire-Biogas

Equipamiento para generación de electricidad
• Sistemas de tratamiento de gases de escape:
– Objetivo: disminuir la emisión de monóxido de carbono – Consiste en un intercambio térmico regenerativo – El gas de escape fluye a ~500°C, desde el motor a través de la unidad conmutadora hasta el...