Gasificador biomasa

GASIFICADOR A CONTRA-FLUJO O CORRIENTE ASCENDENTE IMECOL

Requerimientos:
Q=12'560.727 BTU/Hr

Información:
PCS (Bagazo, humedad 52%)= 3455 BTU/ Lbm =7205,7 Kj/Kg
Eficiencia en caliente (gasificadores a contra-flujo)= 70% para gasificadores de corriente descendente, para gasificadores de corriente ascendente, se tienen generalmente valores superiores en torno a 80-85%. Para ser conservadorse elegirá un 70%.

CALCULOS BÁSICOS
Cálculo aire teórico para la combustión completa del bagazo con una humedad del 52%.

Análisis Elemental (último) de los Combustibles. BASE HÚMEDA Item | Unidad | Bagazo Caña | Pith Bagazo | Carbón |
Humedad | % Peso | 52,00 | 53,00 | 9,00 |
Carbono | % Peso | 18,50 | 18,10 | 53,48 |
Hidrogeno | % Peso | 2,80 | 2,74 | 3,98 |Oxigeno | % Peso | 18,00 | 17,60 | 3,93 |
Nitrógeno | % Peso | 0,10 | 0,08 | 1,14 |
Azufre | % Peso | 0,06 | 0,06 | 1,80 |
Cenizas | % Peso | 8,54 | 9,42 | 26,67 |
Total | % Peso | 100 | 100 | 100 |
PCS | BTU/Lbm | 3.455 | 3.355 | 10.047 |

Análisis Próximo de los combustibles Ítem | Unidad | Bagazo de caña | Pith de Bagazo | Carbón |
Humedad | %Peso | 52,00 | 53,00 | 9,00 |
Cenizas | % Peso | 8,54 | 9,42 | 26,67 |
Materia Volátil | % Peso | 33,72 | 32,10 | 29,94 |
Carbón Fijo | % Peso | 5,74 | 5,70 | 34,39 |

Reacción de combustión:

Relación aire combustible teórica 2,3 Kg Air seco/ Kg bagazo 52% de humedad.
Para que la gasificación sea eficiente, la temperatura en la zona de reducción debe ser superior alos 850 °C.

La relación entre el aire utilizado en gasificación y el teórico para la combustión completa debe ser cercana al 0,8.
La cantidad de are suministrada para gasificación por cada kilogramo de bagazo será entonces de 1,84 kg de aire/ kg de bagazo.
La producción de gas será aproximadamente de 2,69 (asumiendo un contenido de cenizas (8.54%) + inquemados de 15%) kg de gas por cadakilogramo de bagazo.
La densidad del gas pobre en condiciones normalizadas, es de 0,9 Kg / Nm3, la cantidad de metros cúbicos normalizados de gas por cada kilogramo de bagazo es de 2,421 Nm3 de gas / Kg de bagazo.

ESTIMACIÓN DEL PODER CALORÍFICO INFERIOR DEL GAS OBTENIDO PARA UN BAGAZO CON 52% DE HUMEDAD.
El poder calorífico del gas, está directamente relacionado con la cantidad de humedadexistente en él, la cual depende directamente de la cantidad de humedad presente la biomasa utilizada en la gasificación.

Según caracterizaciones realizadas a gas e bagazo con una humedad del 16%, se obtuvo un porcentaje en volumen de vapor de agua en el gas de aproximadamente 10%, si se linealizan los resultados se obtiene que para un bagazo con una humedad total del 52%, la cantidad de vapor presenteen el gas será de aproximadamente 35%.
Haciendo uso de este valor se estiman las perdidas en poder calorífico.

PChumedo=PCseco×(1-Fm)
Siendo Fm, la fracción molar del vapor de agua, considerando el gas obtenido como ideal, esta relación es igual a la fracción volumétrica.
Siendo el poder calorífico promedio de un gas seco de 5000 Kj/Nm3, entonces el poder calorífico para un gas con 35% dehumedad seria:
PChumedo=5000×1-0,35=3259KjNm3=3081BTU/Kg

CÁLCULO METROS CÚBICOS DE GAS REQUERIDOS
12560727 BTU/hr3081BTU/Nm3=4076,83Nm3

Para producir esa cantidad de gas, se requieren 1630,7 Kg de bagazo (52% humedad), la relación de producción es de aproximadamente 2,5 Nm3 por kilogramo de bagazo.

CÁLCULO AIRE REQUERIDO GASIFICACIÓN
La cantidad de aire requerido, teniendo en cuentauna relación entre el aire de gasificación y el teórico de 0,8 , entonces el aire total será de 3000,5 kg de aire, suponiendo una densidad del aire de 1,2 Kg /m3 a condiciones normalizadas, se requerirían entonces de 3600,6 metros cúbicos de aire atmosférico por hora.
DIMENSIONAMIENTO BÁSICO DEL REACTOR DEL GASIFICADOR
En los gasificadores el parámetro principal de diseño es la carga de hogar...