Ingenieria De Vanguardia

INTRODUCCIÓN A LA INGENIERIA QUÍMICA
INGENIERIA QUÍMICA DE VANGUARDIA

DISEÑO DE PLANTAS DE BIOGAS A PARTIR DE PAJA DE CEREAL.


• PROYECTO DE DISEÑO DE PLANTAS DE BIOGAS A PARTIR DE PAJA. VALLADOLID ESPAÑA

• VIABILIDAD DE LA PRIMERA PLANTA DE BIOGAS. UNIVERSIDAD DE DRESDE ALEMANIA








Beatriz Simón, alumna de la Universidad de Valladolid, ha diseñado una planta para laobtención de biogás a partir de paja de cereal en el marco de su proyecto fin de carrera que ha sido merecedor del Premio I+D de Cecale en la categoría de Ingeniería Química. Las instalaciones son viables económicamente y tendrían tres secciones: una de almacenamiento y acondicionamiento de la biomasa, otra de pretratamiento y una última para la digestión anaerobia, almacenamiento y purificación delbiogás.
El biogás (gas combustible formado por una mezcla de metano y dióxido de carbono) es apto para la cogeneración eléctrica y tiene un poder calorífico “de 8’6 kilovatios hora por metro cúbico”. Tras un estudio de la distribución de la paja de cereal por la región se decidió que la planta podría ubicarse en Villalón de Campos (Valladolid España), “donde mayor cantidad de paja de cerealexiste”, y a su vez, un lugar céntrico “para optimizar el proceso de transporte y logística”, explica Beatriz Simón, autora del trabajo y alumna en la Universidad de Valladolid
La joven investigadora detalla qué paja de cereal llega a la planta en camiones y se deposita en un silo de almacenamiento para siete días. Además, en la región habría otros silos intermedios distribuidos. Antes de pasar alpretratamiento, “es necesario acondicionar la paja de cereal y hay que disminuir su tamaño de partícula por medio de un molino y humedecerla”. El pretratamiento se realiza por explosión de vapor y tiene lugar en un reactor en el que la biomasa se somete a 230 grados centígrados durante dos minutos, de forma “que se consigue que sea más accesible para el posterior proceso de digestión anaerobia, que esdonde se obtiene el biogás”.
El trabajo plantea la separación de los tres carbohidratos presentes en la biomasa lignocelulósica que abandona el reactor, la celulosa, hemicelulosa y lignina, ya que la lignina “es perjudicial para el proceso de digestión anaerobia”. No obstante, la lignina se recupera ya que tiene diferentes aplicaciones en la industria química y servirá “como una fuente de ingresosadicional de la planta”.
Para separar los tres elementos se realizan dos lavados consecutivos, el primero con agua caliente, con el que se consigue separar ya la hemicelulosa (que se solubiliza en el agua) y el segundo un lavado alcalino en el que se separa la celulosa de la lignina. La hemicelulosa y la celulosa pasan a la fase de digestión anaerobia, donde se produce el contacto anaerobio enun reactor y se obtiene el biogás tras un tiempo de retención de sólidos de 12 días. Aparte del biogás se obtiene un residuo sólido que se va a vender como fertilizante compost, como prevé el trabajo.
Biogás enriquecido en metano
El biogás que se obtiene en el reactor contiene sulfuro de hidrógeno, “un gas que al ser quemado produce óxidos de azufre y son perjudiciales para el calentamientoglobal”. De este modo, el biogás se purifica en una torre de absorción y, a la vez que se disminuye el contenido en sulfuro de hidrógeno, se reduce el contenido en dióxido de carbono, “con lo cual se obtiene un biogás enriquecido en metano que ya está listo para almacenar en el gasómetro y pasar a la sección de cogeneración que es donde se genera la energía eléctrica verde”.
La planta proyectadacontaría con un sistema de control automático para garantizar la producción estimada y la seguridad en la planta, se han clasificado las áreas peligrosas y evaluado el riesgo de explosiones, y se ha propuesto una serie de medidas preventivas.
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