Simulación del proceso de gasificación de biomasas a partir de Jatropha curcas y Dichrostachys cinerea

• Autores: I. Tobio Pérez, Y. Díaz Dominguez, M. Peil, Duane Denfeld, R. Piloto Rodríguez, S. Pohl
• Localización: Afinidad: Revista de química teórica y aplicada, ISSN 0001-9704, Vol. 77, Nº. 591, 2020, págs. 228-235
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Simulació del procés de gasificació de biomasses a partir de Jatropha curcas i Dichrostachys cinerea
  • Simulation of the biomass gasification process from Jatropha curcas and Dichrostachys cinerea
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• Resumen
  • español

    El uso de biomasa como fuente de energía ha ido au-mentando en los últimos años y se ha prestado especial atención a la gasificación de biomasas. El objetivo del presente estudio es simular la gasificación de cáscaras de semillas de Jatropha curcas (JC) y tallos de Dichrostachys cinerea (DC), basado en modelos de equilibrio termodinámico con minimización de la energía libre de Gibbs. El proceso se simuló en 4 etapas, de acuerdo con las variaciones que sufre la biomasa en su paso por un gasificador downdraft y una posterior etapa de enfriamiento y limpieza del gas de síntesis. Se parte de la caracterización de cada biomasa y determinación del flujo de aire necesario para una alimentación de 35kg/h de biomasa con una relación de equivalencia (RE) de 0,3. Para las condiciones de operación, se obtuvo un flujo volumétrico de gas a partir de JC y DC de 102,49 y 112 m3/h, con un poder calórico inferior de 5,44 y 4,6 MJ/m3 respectivamente, resultando un rendimiento del proceso superior al 80%. Los resultados del análisis de sensibilidad indican que, con el aumento de la RE, el poder calórico y la composición de H2 y CO en el gas disminuyen, mientras que la composición de CO2y N2 aumenta.

  • català

    L’ús de biomassa com a font d’energia ha anat augmen-tant en els últims anys i s’ha prestat especial atenció a la gasificació de biomasses. L’objectiu d’aquest estudi és simular la gasificació de closques de llavors de Ja-tropha curcas (JC) i tiges de Dichrostachys cinerea (DC), basat en models d’equilibri termodinàmic amb minimització de l’energia lliure de Gibbs. El procés es va simular en 4 etapes, d’acord amb les variacions que pateix la biomassa en el seu pas per un gasificador downdraft i una posterior etapa de refredament i neteja del gas de síntesi. Es parteix de la caracterització de cada biomassa i determinació del flux d’aire necessari per a una alimentació de 35kg/h de biomassa amb una relació d’equivalència (RE) de 0,3. Per a les condicions d’operació, es va obtenir un flux volumètric de gas a partir de JC i DC de 102,49 i 112 m3/h, amb un poder calòric inferior de 5,44 i 4,6 MJ/m3 respectivament, resultant un rendiment del procés superior al 80%. Els resultats de l’anàlisi de sensibilitat indiquen que, amb l’augment de la RE, el poder calòric i la composició de H2 i CO en el gas disminueixen, mentre que la com-posició de CO2 i N2 augmenta.

  • English

    The use of biomass as an energy source has been increasing in the last years, paying special attention to the biomass gasification. The scope of this study is the simulation of the gasification process of Jatropha curcas(JC) husk and Dichrostachys cinerea (DC) stems, based on thermodynamic equilibrium models with minimiza-tion of Gibbs free energy. The process was simulated in four steps through the use of a downdraft gasifier and further steps of cooling and cleaning of the syngas produced. The study starts with biomass characteriza-tion and air flow determination in order to feed 35 kg/h with an equivalence ratio of 0.3. For the established operational conditions, a volumetric flow of JC and DC is 102.49 and 112 m3/h respectively, with a lower heating value of 5.44 and 4.6 MJ/m3 respectively was obtained, with an efficiency of the process higher than 80%. The sensitivity tests suggest that with an increase of the equivalence ratio, the heating value and the H2and CO composition in the syngas are decreased, while the CO2 and N2 composition is increased.