Diseño de una planta de producción de gas de síntesis a partir de gasificación de residuos de la producción azucarera

Abstract

El principal objetivo del trabajo consiste en realizar el diseño de una planta de gasificación de biomasa para la generación de energía eléctrica. Por su gran abundancia en el país, se optó por utilizar como materia prima los residuos de la agroindustria azucarera: el bagazo de caña y el residuo agrícola de la cosecha de caña (RAC). La gasificación se llevará a cabo en un reactor Downdraft debido a la simplicidad de su diseño y a la baja cantidad de alquitranes en el gas producto. Si bien entre los posibles agentes oxidantes el aire es el precursor de un gas de bajo poder calorífico, fue elegido por ser la opción más económica. La biomasa ingresa al reactor por la parte superior, donde se calienta y se seca para luego sufrir una degradación térmica (pirólisis) a mayor temperatura. Con el ingreso del aire a cocorriente ocurre una combustión parcial de los productos de pirólisis. Finalmente, en ausencia de oxígeno, tiene lugar una reducción endotérmica que da como producto el gas de síntesis. Las reacciones exotérmicas de combustión brindan la energía térmica necesaria para las etapas de secado, pirólisis y reducción. Para que la gasificación en el reactor resulte eficiente debe realizarse un pretratamiento de la materia prima: una vez realizada la cosecha, el RAC se deja secar en el suelo y luego se somete a un proceso de cribado y molienda. En cuanto al bagazo, se le realiza con antelación un proceso de secado natural más prolongado. El syngas se utiliza para la generación de energía eléctrica en un motor de combustión interna (MCI). Para ello debe recibir un tratamiento de limpieza que consiste en: un ciclón para eliminar partículas sólidas, una torre spray para eliminar alquitranes, un absorbedor para eliminar trazas de amoníaco y un biofiltro para eliminar trazas de sulfuro de hidrógeno. La planta se ubicará en la localidad de Ingenio Santa Bárbara, Tucumán, en la cercanía de un ingenio de manera de aprovechar sus residuos (bagazo) y suministrarles agua de calefacción, producto del aprovechamiento de la energía térmica del gas al enfriarlo. Finalmente, se realizó una evaluación económica y el proyecto resultó ser rentable para una vida útil de 20 años, siendo los costos de depreciación los más elevados. Por lo tanto, se recomienda la revisión de los componentes de la inversión fija y/o de un posible aumento de la capacidad de la planta de manera de lograr una mayor rentabilidad. Mail de los autores Lucía Córdoba <luli.mdp87@gmail.com>