Samprón Alonso, Iván
García Labiano, Francisco (dir.) ; De Diego Poza, Luis Francisco (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2024
Resumen: La gasificación de biomasa mediante tecnologías Chemical Looping, o Biomass Chemical Looping Gasification (BCLG), es un tecnología novedosa para la producción de gas de síntesis (H2 y CO) no diluido con N2 y sin necesidad de usar O2 puro o aporte externo de energía. Adicionalmente, esta tecnología permite obtener emisiones negativas de carbono, es decir, retirar CO2 de la atmósfera si el CO2 formado en el proceso es capturado y almacenado. El proceso BCLG se realiza en dos reactores de lecho fluidizado interconectados, el reactor de reducción y el reactor de oxidación. Entre estos reactores circula un transportador sólido de oxígeno, encargado de transportar oxígeno y calor, evitando así el contacto directo entre el aire y el combustible.
En esta tesis se ha estudiado el proceso BCLG, evaluando en una planta piloto de 1.5 kWt el uso de tres transportadores de oxígeno con diferentes contenidos de Fe2O3. Los tres trasportadores revelaron tendencias similares en los flujos molares de gases y parámetros de gasificación. La generación de H2 y CO descendió cuando se aumentó la relación oxígeno-combustible, mientras que el principal efecto de la temperatura de gasificación fue el descenso de la formación de alquitranes. La caracterización de los transportadores concluyó que la vida media de estos aumentaba cuando el contenido en Fe2O3 descendía.
A continuación se realizó un estudio en lecho fluidizado discontinuo para de determinar la actividad catalítica de los transportadores, con el objetivo mejorar la cantidad y calidad de gas de síntesis mediante la conversión de metano y alquitranes. A raíz de este estudio se seleccionó un nuevo transportador con un 14 % de CuO sobre alúmina que fue investigado en la planta piloto de 1.5 kWt. Este transportador reveló una elevada conversión de metano y alquitranes, generando una mayor cantidad de gas de síntesis y con una presencia muy baja de alquitranes. El transportador mostró además una resistencia mecánica superior a la de cualquier otro transportador presente en la literatura y preservó su reactividad y capacidad de transporte de oxígeno.
Finalmente se realizaron balances de materia y energía de cara a optimizar el proceso para determinar las condiciones que permiten la operación en condiciones autotérmicas y se integraron las diferentes variables del proceso. Se concluyó que con el método de control de oxígeno propuesto en esta tesis era posible operar en condiciones autotérmicas obteniendo una eficacia de gasificación fría del 86.2%.
Resumen (otro idioma):
En esta tesis se ha estudiado el proceso BCLG, evaluando en una planta piloto de 1.5 kWt el uso de tres transportadores de oxígeno con diferentes contenidos de Fe2O3. Los tres trasportadores revelaron tendencias similares en los flujos molares de gases y parámetros de gasificación. La generación de H2 y CO descendió cuando se aumentó la relación oxígeno-combustible, mientras que el principal efecto de la temperatura de gasificación fue el descenso de la formación de alquitranes. La caracterización de los transportadores concluyó que la vida media de estos aumentaba cuando el contenido en Fe2O3 descendía.
A continuación se realizó un estudio en lecho fluidizado discontinuo para de determinar la actividad catalítica de los transportadores, con el objetivo mejorar la cantidad y calidad de gas de síntesis mediante la conversión de metano y alquitranes. A raíz de este estudio se seleccionó un nuevo transportador con un 14 % de CuO sobre alúmina que fue investigado en la planta piloto de 1.5 kWt. Este transportador reveló una elevada conversión de metano y alquitranes, generando una mayor cantidad de gas de síntesis y con una presencia muy baja de alquitranes. El transportador mostró además una resistencia mecánica superior a la de cualquier otro transportador presente en la literatura y preservó su reactividad y capacidad de transporte de oxígeno.
Finalmente se realizaron balances de materia y energía de cara a optimizar el proceso para determinar las condiciones que permiten la operación en condiciones autotérmicas y se integraron las diferentes variables del proceso. Se concluyó que con el método de control de oxígeno propuesto en esta tesis era posible operar en condiciones autotérmicas obteniendo una eficacia de gasificación fría del 86.2%.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: procesos químicos ; tecnología de la combustión
Titulación: Programa de Doctorado en Ingeniería Química y del Medio Ambiente
Plan(es): Plan 515
Área de conocimiento: Ingeniería y Arquitectura
Nota: Presentado: 03 05 2024
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2024
Aportación del TFG/M a la Sostenibilidad: Asegurar el acceso a energías asequibles, fiables, sostenibles y modernas para todos. Desarrollar infraestructuras resilientes, promover la industrialización inclusiva y sostenible, y fomentar la innovación. Tomar medidas urgentes para combatir el cambio climático y sus efectos.
Enlace permanente:
Visitas y descargas
Registro creado el 2024-07-09, última modificación el 2024-07-09
