Evaluación experimental del efecto del flujo de aire en el poder calorífico del gas de síntesis producto de la gasificación de RSU y biomasa de un reactor de corriente ascendente (UPDRAFT) modificado.

Abstract

Actualmente, existe un constante incremento en la generación de residuos a nivel mundial como nacional debido al crecimiento del sector urbano. La mala gestión de los residuos genera graves impactos medio ambientales, sociales y económicos. Esto genera la necesidad de implementar un plan de acción para mitigar estos daños. Por lo anterior, se propone la gasificación de RSM como un método de valorización de residuos para mermar los impactos negativos provocados por esta problemática. El objetivo de este proyecto es evaluar experimentalmente el PCI del gas de síntesis producto de la gasificación de RSU y biomasa en función del flujo de aire, utilizando un reactor de corriente ascendente modificado. Con esto, se busca poder establecer la viabilidad de utilizar energéticamente los RSM de la región. Lo anterior, bajo la hipótesis que mediante un procedimiento de acondicionamiento y bajo determinadas condiciones del proceso es posible valorizar energéticamente RSU mediante la gasificación. La primera etapa del proyecto consiste en el estudio de antecedentes y de la literatura, para determinar los parámetros y eficiencias de la gasificación. En base a esto, se estima el potencial energético que implica el uso de RSM de la octava región y eventualmente, la viabilidad económica de una central de gasificación. En una segunda etapa experimental, se realizan los ensayos de gasificación. Para esto, se preparan diferentes muestras de combustible en base de RSU. En la primera etapa, una estimación conservadora entrega un aporte del 11,74% del consumo eléctrico de los habitantes de la región y se demuestra que una central de gasificación es económicamente viable para una capacidad de tratamiento igual o superior a 150 (tonRSM/día). En la etapa experimental, se logra gasificar los residuos, obteniendo un PCI acorde a lo estudiado en la literatura, con un valor promedio de 4,25 (MJ/Nm3 ). Finalmente, el análisis de resultados prevé que la gasificación de los RSU no se desarrolla por completo al interior del reactor durante los periodos estudiados, y se estima que es posible mejorar los resultados. Por ende, será necesario un rediseño del sistema de alimentación del reactor para mantener una carga constante y poder completar el proceso de gasificación durante el desarrollo de los próximos proyectos. Además, se recomienda la instalación de una placa de orificio en la salida de los gases para calcular la eficiencia del gas frío, y así realizar un estudio de la implementación del reactor a gran escala.

Currently, there is a constant increase in the generation of waste worldwide and nationally due to the increase in the urban sector. The bad management of the waste generates serious environmental, social and economic impacts. This generates the need to implement an action plan to mitigate these damages. MSW gasification is proposed as a waste recovery method to solve and reduce the negative impacts caused by this problem. The objective of this project is to experimentally evaluate the LCV of the synthesis gas product of the gasification of MSW and biomass as a function of the air flow, using a modified updraft reactor. With this, it seeks to establish the feasibility of using the MSW in the region for energy. The foregoing, under the hypothesis that through a conditioning procedure and under certain conditions of the process it is possible to valorize MSW energetically through gasification. The first stage of the project consists of the background and literature study, in which the parameters and efficiencies of this process are determined. Based on this, the energy potential implied by the use of MSW from the eighth region is estimated, and eventually, the economic viability of a gasification plant. In a second experimental stage, the gasification tests are carried out. For this, different fuel samples are prepared based on MSW. In the first stage, a conservative estimate provides a contribution of 11.74% of the electricity consumption of the inhabitants of the region and it is shown that a gasification plant is economically viable for a treatment capacity equal to or greater than 150 (tonMSW/day). In the experimental stage, it is possible to gasify the waste, obtaining a LCV according to that studied in the literature, with an average value of 4.25 (MJ/Nm3 ). Finally, the analysis of results predicts that the gasification of the MSW does not fully develop inside the reactor during the periods studied, and it is estimated that it is possible to improve the results. Therefore, a redesign of the reactor's feeding system will be necessary to maintain a constant load and be able to complete the gasification process during the development of the next projects. In addition, the installation of an orifice plate at the gas outlet is recommended to calculate the cold gas efficiency, and be able carry out a study of the implementation of the large-scale reactor.