TAZ-PFC-2011-064


Torrefacción de biomasa: diseño y propuesta económica de una planta experimental

Trasobares Sánchez, Jorge
Meza Blanco, Jair (dir.)

Peña Pellicer, María Begoña (ponente)

Universidad de Zaragoza, CPS, 2011
Ingeniería Mecánica department, Máquinas y Motores Térmicos area

Ingeniero Químico

Abstract: El presente proyecto se centra en la torrefacción de la biomasa de origen vegetal, mecanismo de descomposición aerobia por medio del cual se consigue mejorar sus cualidades como combustible. Dada la situación energética actual, la biomasa se presenta como una alternativa al uso de combustibles sólidos, pero muestra una serie de desventajas que hacen que el proceso no sea tan eficiente como se desearía. En el primer capítulo se establece la motivación, los objetivos y el alcance del proyecto, tras lo cual, en el capítulo dos, se trata el proceso de la torrefacción. La biomasa adecuada para el proceso, está compuesta principalmente por hemicelulosa, celulosa y lignina. La hemicelulosa es el compuesto que se descompone mayoritariamente en el proceso de torrefacción, consistente en tratar a la biomasa en una atmósfera libre de agentes oxidantes a una temperatura de entre 200-300 ºC y presión atmosférica. En este proceso se obtienen una serie de compuestos volátiles y un producto sólido, que es lo realmente interesante, ya que entre otras características, este producto tiene un mayor poder calorífico, un carácter más hidrófobo y es más frágil, lo que le convierte en un mejor combustible que la biomasa inicial. El capítulo tres revisa la tecnología del proceso comentando los equipos necesarios para el desarrollo del proceso. Una vez explicadas las configuraciones más habituales para el reactor, atendiendo al modo de operación o al contacto entre fases, y vistos algunos modelos específicos susceptibles de emplearse, se realiza una comparativa entre ellos eligiendo el más adecuado. El reactor seleccionado es un lecho fluidizado, especialmente interesante por su alta transferencia de calor, que repercute en bajos tiempos de operación, y por la oportunidad que ofrece para intentar perfeccionar la tecnología existente. También se desarrollan distintas posibilidades existentes para mejorar la fluidización, tanto desde el punto de vista del diseño como el de operación. El capítulo cuatro detalla el prototipo de reactor, dimensionado para torrefactar 1 kg de biomasa por experimento, explicando la forma de las distintas partes de las que consta. Un parámetro fundamental para su diseño es la capacidad de tratar una muestra heterogénea en cuanto a la forma, tamaño y densidad de partícula, por lo cual se ha elegido una cámara de reacción troncocónica. En este apartado también se configura el prototipo de planta experimental calculando los caudales de gas así como los calores que se necesitan aportar en el calentador y retirar en el condensador. Todo lo anterior servirá para hacer una valoración económica aproximada de la planta experimental, la cual se recoge en el capítulo cinco. Como capítulo final se tienen las conclusiones del proyecto donde se resume el trabajo realizado, los recursos utilizados y los aportes realizados.


Free keyword(s): torrefacción ; biomasa ; fluidización
Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera

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