TAZ-PFC-2014-571


Estudio de la resistencia de depósitos de ceniza de biomasa en calderas de parrilla

Ruiz Ruiz, Víctor
Jensen, Peter Arendt (dir.)

Sánchez Cebrián, José Luis (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2014
Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente department, Ingeniería Química area

Ingeniero Industrial

Abstract: La acumulación de depósitos de ceniza en el interior de las calderas de biomasa causa problemas de eficiencia térmica y puede llegar a obstruir conductos por los que circulan los gases de combustión. Las cenizas que se generan tras la combustión de biomasa son especialmente problemáticas debido a sus bajos puntos de fusión y a las importantes concentraciones de metales alcalinos que poseen y que favorecen la corrosión de los tubos y paredes de la caldera. Debido a los problemas que causan, estos depósitos deben ser retirados con frecuencia. Existen varios mecanismos de eliminado de depósitos de ceniza, entre los cuales el más utilizado es el de soplado. Mediante una serie de sopladores de vapor, agua o aire los depósitos son eliminados debido a las tensiones tanto mecánicas como térmicas que se inducen y que favorecen el proceso de debonding. El proceso de debonding es el más común e importante entre los procesos de desprendimiento de cenizas, y depende de la resistencia del depósito, así como de su propiedades elásticas y térmicas, de su viscosidad y de su composición química. Estudios recientes señalan que son las propiedades de la capa interior de los depósitos las que determinan y condicionan el proceso de retirada de los mismos. Por ello el objetivo del presente proyecto es investigar la influencia que tienen la temperatura, la composición de los depósitos y las condiciones de sinterización sobre las propiedades de dicha capa, en concreto sobre la resistencia de los depósitos. Para ello se ha desarrollado un sistema y un método experimental que permita su estudio. Con ese objetivo se han realizado las distintas tareas, como son (1) estudio bibliográfico de los distintos procesos que participan en la formación y deposición de depósitos, (2) determinar las condiciones óptimas de trabajo, (3) determinar las precauciones a tomar durante la experimentación, (4) modificar distintos componentes del montaje experimental debido a problemas en la experimentación, (5) evolución tanto de la instalación como del método experimental, (6) experimentación con distintas condiciones de temperatura y composición de las cenizas. Tras finalizar la investigación, se ha observado que no sólo la capa interior juega un papel importante en la retirada de los depósitos, si no que la capa de óxido que se forma sobre al acero de las paredes y tubos de la caldera tiene una importancia muy elevada, especialmente a temperaturas bajas de sinterización. La resistencia de la capa de óxido en ocasiones menor que la que presenta la capa interior del depósito, por lo que se debilita antes y provoca el desprendimiento de las cenizas. Se ha observado que a temperaturas altas la capa de óxido y la capa salina reaccionan entre sí, dando lugar a un tipo de rotura diferente. El proceso de sinterización y el punto de fusión de las cenizas dependen de la composición de los depósitos.


Free keyword(s): biomasa ; cenizas ; caldera de parrilla ; depósitos de ceniza
Tipo de Trabajo Académico: Proyecto Fin de Carrera
Notas: Realizado en DTU (Universidad Técnica de Dinamarca)

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