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DESARROLLO DE PROYECTOS CON COMBUSTIBLES BIOMASICOS Condicionantes de diseño y operación
Iván Morte
INTRODUCCION
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INICIO DE UN PROYECTO CON BIOMASA
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Por qué ?
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Alguien tiene un residuo valorizable
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Alguien quiere Energia Termica para proceso con Biomasa
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Alguien quiere producir energía eléctrica con biomasa
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Alguien quiere rentabilidad en su consumo energético
»
Alguien necesita reducir sus emisiones a la atmosfera
INICIO DE PROYECTO
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FIJACION DE LAS BASES DE PARTIDA ESTUDIO DE FACTIBILIDAD DEFINICION DEL PROYECTO DEFINICION DEL SISTEMA PROYECTO BASICO o ANTEPROYECTO
FIJACION DE LAS BASES DE PARTIDA
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DEFINICION DE LAS NECESIDADES
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ESTUDIO DE LAS NECESIDADES ENERGETICAS
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Fluido Produccion
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FIJACION DEL RECURSO VALORIZABLE
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Caracterizacion
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Cantidad de Recurso disponible
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DEFINICION DEL SISTEMA DE PRODUCCION DE ENERGIA
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Tipo Disponibilidad
ESTUDIO DE FACTIBILIDAD
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FACTIBILIDAD TECNICA
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Condicionantes del Combustible
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Condicionantes del equipo FACTIBILIDAD ECONOMICA
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Condicionantes de la rentabilidad
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Condicionantes de la Operacion
COMBUSTIBLES
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TIPOS DE COMBUSTIBLES
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Pellets y Residuos forestales
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Orujillo y hueso de aceituna
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Orujo de uva
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Cáscara de girasol y almendra
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Cáscara de arroz Polvo de serrin
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Glicerina cruda procedente del proceso de fabricación del biodiesel (Hasta el 80%)
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Residuos agricolas de todo tipo
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Etc….
CONDICIONANTES DE LOS COMBUSTIBLES CARACTERIZACIÓN DE LA BIOMASA · · ANÁLISIS INMEDIATO ANÁLISIS ELEMENTAL . PODER CALORIFICO . COMPOSICION DE LAS CENIZAS . TEMPERATURAS DE FUSION DE LAS CENIZAS ( Sinterizacion ) · GRANULOMETRIA . DENSIDAD
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ANALISIS INMEDIATO Y ELEMENTAL ANALISIS INMEDIATO (%)
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Humedad Volátiles
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Carbono Fijo
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Cenizas ANÁLISIS ELEMENTAL (%)
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C
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H N
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S Cl
ANALISIS DE LAS CENIZAS
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COMPOSICION DE LAS CENIZAS
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Metales Pesados
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Halogenos libres
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Sales de Sodio y Potasio
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TEMPERATURAS DE DEFORMACION
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Tª de deformación inicial
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Tª de reblandecimiento
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Tª de hemisferio
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Tª de fluidez
CARACTERISTICAS FISICAS DEL COMBUSTIBLE
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GRANULOMETRIA
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% Finos Tamaño Maximo
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Normas aplicables DENSIDAD
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Grado de flotabilidad
EQUIPOS DE PRODUCCION DE ENERGIA TERMICA TIPOS DE EQUIPOS EN FUNCION DEL FLUIDO TERMICO
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Agua caliente Agua sobrecalentada Vapor saturado Vapor sobrecalentado TIPOS DE EQUIPOS EN FUNCION DE SU PRODUCCION
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Calderas pirotubulares. hasta 22 ó 25 bar
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Calderas acuotubulares. a partir de 25 bar
CONDICIONANTES DEL EQUIPO SISTEMA DE COMBUSTION
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Parrilla fija refrigerada por aire Parrilla fija refrigerada por agua Parrila vibratoria refrigerada por aire o agua Parrilla móvil oscilante Parrilla móvil viajera y/o rotativa Lecho fluido atmosférico Lecho fluido circulante EMISIONES GARANTIZADAS
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Adhesion a las normas estatales y/o autonomicas Adhesion a las normas particulares Autorizacion medioambiental integrada
DEFINICION DE LOS EQUIPOS RESPECTO AL COMBUSTIBLE SE DETERMINARÁ
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CONSECUENCIA DE SUS CARACTERISTICAS FISICAS
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Consumos de combustible
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Tipo y sistema de almacenamiento de biomasa
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Preparación de la biomasa: secado, trituración, mezcla,etc..
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Sistema de transporte de combustible hasta la caldera.
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Sistema de introducción en la caldera: tornillo sin-fin, lanzadores, por gravedad, pulverización, soplado. etc..
DEFINICION DEL GENERADOR RESPECTO AL DISEÑO DE LA CALDERA SE DETERMINARÁ
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SISTEMA DE COMBUSTIÓN A UTILIZAR DIMENSIONAMIENTO DEL HOGAR Y TIEMPOS DE RESIDENCIA DE LOS GASES SUPERFICIES DE CONVECCIÓN CAUDALES DE AIRE PRIMARIO, SECUNDARIO Y POSTCOMBUSTION CAUDALES DE COMBUSTIBLE (modulacion)
DISEÑO DEL GENERADOR ASPECTOS A TENER EN CUENTA EN EL DISEÑO
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Velocidades de gases adecuadas. Evitar depósitos. Pero también erosiones en las superficies de convección Sistema adecuado de limpieza: sopladores, golpeteo, ultrasonidos..
Determinar donde se pueden producir temperaturas de deformación de cenizas.
Cantidad de cenizas esperadas Sistema de evacuación de cenizas adecuado
DISEÑO DEL GENERADOR Y PERIFERICOS PREDECIR LAS EMISIONES ESPERADAS
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Emisiones de CO Emisiones de Nox Emisiones de SO2 Emisiones de COV Emisiones de Dioxinas y Furanos Emisiones de partículas En función de las emisiones esperadas y los límites permitidos, implantar y valorar las medidas correctoras
EJEMPLOS DE DISEÑO DE GENERADORES
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PIROTUBULARES ACUOTUBULARES
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AGUA CALIENTE
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AGUA SOBRECALENTADA
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VAPOR SATURADO
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VAPOR SOBRECALENTADO
CALDERA PIROTUBULAR
Normalmente utilizadas para: - Residuos de madera - Hueso de aceituna - Cáscaras de frutos secos - Hasta 1.800 kw - Agua Caliente Agua Sobrecalentada y Vapor - Hasta 10 bar - Parrilla fija - Alimentación con tornillo
CALDERA PIROTUBULAR SALA DE CALDERAS SOBRE PLATAFORMA TRANSPORTABLE
CALDERA PIROTUBULAR
SILO Y SALA DE CALDERA
CALDERAS PIROTUBULARES HOGAR ACUOTUBULAR
Caldera de tres pasos de agua con un hogar acuotubular.
Gama de calderas hasta 20.000 kg/h de vapor y hasta una presión de trabajo de 21 bar.
Calderas de agua caliente y sobrecalentada hasta 10 Mw.
Combustibles: biomasa, orujo de uva, orujillo y hueso de aceituna, cáscara de girasol, residuos forestales, etc.
CALDERAS PIROTUBULARES ESQUEMA GENERAL DE UNA INSTALACIÓN
CALEFACCIÓN DE DISTRITO LYON – VENISSIEUX - FRANCE
CALDERAS ACUOTUBULARES VAPOR SATURADO PARA PROCESO – COMBUSTIÓN BIOMASA
• BIOMASA: MEZCLA: 75% ORUJILLO DE UVA 25% HRINA DE GRANILLA • 15 t/h – 10 bar – 180ºC • AGRALCO (Estella-Navarra)
CALDERAS ACUOTUBULARES GENERACIÓN ELÉCTRICA – COMBUSTIÓN BIOMASA
CALDERAS ACUOTUBULARES GENERACIÓN ELÉCTRICA – COMBUSTIÓN BIOMASA
• Central eléctrica de 8 Mwe quemando residuos de biomasa extraidos del proceso de extracción de aceite • 35 t/h – 42 bar – 405ºC • BIOENERGETICA EGABRENSE, S.A. Cabra (Córdoba) • • • CO 100 mg/m3N NOx 220 mg/m3N Particles 50 mg/m3N
GENERACIÓN ELÉCTRICA – Calderas para combustión de cáscara de arroz en lecho fluidizado
RESIDUOS URBANOS –
Tratamiento de residuos sólidos urbanos
COMBUSTIBLE: R.S.U.
FUENTE DE CALOR:Gases de Incineración de R.S.U.
SISTEMA DE INCINERACION Lecho Fluidizado Rotativo Atmosférico CONSUMO: 9,2 Tm./Hr.
P.C.I. 3.500 Kcal/kg. CAUDAL DE GASES 132.900 Kg./Hr. Por Línea TEMPERATURA GASES 900º C CONTENIDO EN CENIZAS 740 Kgs./Hr.
DISEÑO V.S.S.A.- E.R.K.
TIPO: 2 Pasos en Cámara de radiación vertical, 1 Paso de Convección Horizontal + 1 Vertical
CONDICIONANTES DE LA RENTABILIDAD FLUJOS DE COSTOS DEL SISTEMA
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COSTO DEL COMBUSTIBLE COSTO DE OPERACION COSTO DE INVERSION ( FINANCIACION ) COSTOS DE MANTENIMIENTO
CONDICIONANTES DE LA OPERACION CONSIDERACIONES DE OPERACIÓN ADECUADAS
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PERSONAL DE OPERACION MANTENIMIENTO PREVENTIVO REPUESTOS REVISIONES DEL SISTEMA TIEMPOS DE PARADA DISPONIBILIDAD
PROYECTO BASICO O ANTEPROYECTO PREPARACION Y DESARROLLO DEL ANTEPROYECTO
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LOCALIZACION PREVISION DE SERVICIOS DEFINICION DEL SISTEMA REDACCION DEL ANTEPROYECTO PRESENTACION DEL ANTEPROYECTO ANTE LOS ORGANISMOS COMPETENTES OBTENCION DE LICENCIAS ACOMETIDA DEL PROYECTO GENERAL
GRACIAS POR SU ATENCIÓN