Modelado unidimensional y multiparticula del proceso de gasificación de biomasa lignocelulosa en una planta industrial

Abstract

En esta Tesis Doctoral se presenta un trabajo de modelado y simulación del proceso de gasificación de biomasa lignocelulósica en un gasificador de lecho fijo tipo equicorriente a escala industrial, que utiliza aire como agente gasificante; el cual admite biomasa que ha sido previamente astillada, resultando una distribución heterogénea de tamaño o clases.

Se centra en el desarrollo de un modelo cinético-químico unidimensional del proceso de gasificación de biomasa, bajo un planteamiento euleriano; el cual evalúa e identifica los principales factores que inciden en el mismo; prediciendo resultados que permite optimizar el diseño y las condiciones de operación de una planta industrial de producción eléctrica, conformada por el sistema de gasificación, limpieza y acondicionamiento de gas, y conjunto motor generador.

El modelo considera los subprocesos de secado, pirólisis, oxidación y reducción; reacciones de reformado de metano y de hidrocarburos pesados (alquitranes), intercambios de energía, transferencia de calor por radiación entre sólidos, transferencia de calor entre sólido-gas, sólido-paredes, gas-paredes, variación de la fracción libre del lecho a lo largo del gasificador, pérdida de carga del lecho, composición del gas a lo largo del reactor; temperatura del gas producido y de las distintas clases de sólido, distribución de tamaño de partícula y cantidad de carbón residual generado en el proceso.