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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