Avances en el modelado de la combustión de biomasa en spouted bed cónico

Resumen

En aras del desarrollo de un modelo riguroso para la combusti¿n de biomasa vegetal en lecho en surtidor, en este Trabajo se ha avanzado en cuatro pilares fundamentales cuya implementaci¿n en el futuro permitir¿ desarrollar una herramienta que simule el comportamiento en la c¿mara de combusti¿n de distintas formas de biomasa vegetal. Esta herramienta facilitar¿ la labor de dise¿o de futuras plantas y permitir¿ evaluar y adaptar el funcionamiento de las mismas a cada alimentaci¿n, lo que se espera sea una contribuci¿n definitiva para la transferencia de la tecnolog¿a a la industria y para su comercializaci¿n. (i) Uno de los aspectos en los que se ha trabajado es la propuesta de una metodolog¿a que combina el an¿lisis termogravim¿trico, la deconvoluci¿n de la se¿al DTG y la utilizaci¿n de correlaciones emp¿ricas para la caracterizaci¿n r¿pida de la biomasa como combustible.(ii) Por otro lado tambi¿n se ha realizado un amplio estudio fluidodin¿mico encaminado a establecer las correlaciones fluidodin¿micas que permitan predecir la velocidad m¿nima de spouting de lechos conformados por part¿culas de baja densidad y esfericidad, tanto para lechos convencionales como para aquellos dotados de tubos internos.(iii) Otro de los pilares en los que se han focalizado los esfuerzos en este Trabajo es en la medida de la transferencia de calor en el interior del lecho y de ¿ste a la pared, ya que esta informaci¿n es fundamental para la ubicaci¿n de los sistemas de recuperaci¿n de energ¿a y para la implementaci¿n del balance de calor de la planta.(iv) Por ¿ltimo en esta Tesis se ha desarrollado un trabajo exhaustivo para determinar los par¿metros cin¿ticos de la combusti¿n en spouted bed de seis tipos de biomasa, lo que ha requerido del desarrollo de un modelo que contempla adem¿s de la devolatilizaci¿n de la biomasa y la combusti¿n del char, la dispersi¿n de los gases desde el punto de generaci¿n hasta el punto de medida con el sistema de an¿lisis disponible en la planta piloto. De forma complementaria a este estudio en la planta piloto se han establecido los mapas de operaci¿n mediante la medida de la temperatura en diversas posiciones del interior de la c¿mara y en la corriente de gases de salida. Los resultados obtenidos demuestran que las propiedades hidrodin¿micas y energ¿ticas de la biomasa condicionan notablemente su comportamiento y localizan el frente de combusti¿n en el lecho o en la fuente.