TORREFACCIÓN DE BIOMASA

Transcripción

1 TORREFACCIÓN DE BIOMASA 14 Noviembre 2013 XII FORO INIA DE COLABORACION PUBLICO-PRIVADA PRODUCCION E INDUSTRIA FORESTAL

2 1. Que es la torrefación de biomasa? Que cambios produce? La torrefación es un tratamiento termoquímico de la biomasa a temperaturas de ºC en ausencia de oxígeno La torrefacción transforma la biomasa en un producto con mejores características que la biomasa original lo que reduce los costes de transporte, almacenamiento y molienda y puede utilizarse en el desarrollo de nuevos productos: Aumento del PCI (10-15% en base seca equivalente a un % en base húmeda) Aumento del contenido en carbono (aumento del 8-13% relativo) Disminución del contenido en fibra (reducción del 20-35% relativo) Disminución del consumo energético en molienda (disminución del 60-80)% Modificación de la química superficial (menos grupos polares) Modificación de la estructura de la lignina Aumenta la resistente a la actividad biológica, no se degrada Disminución de la humedad de equilibrio (<10%)

3 2. Ventajas Como COMBUSTIBLE: Mayor densidad energética (x4) y menores costes de transporte (1/4) (de los pellets torrefactados Gj/m 3 respecto a Gj/m 3 de la astilla húmeda) Estructura menos fibrosa que reduce el coste de molienda/pulverización (1/3) Mayor resistencia al agua y a la actividad biológica lo que la hace mas estable en el almacenamiento Combustible más homogéneo y con menor humedad (3-9% de humedad) Como MATERIAL: Propiedades interesantes para el desarrollo de nuevos productos: Mayor estabilidad dimensional Resistencia a actividad biológica Menor absorción/adsorción de agua/humedad Menos fibrosa, pulverizada genera partículas de menor tamaño y más esféricas,

4 3. Experiencia de CENER en torrefacción HITOS : Estudio de viabilidad para aplicaciones de co-combustión : Evaluación y seleción de tecnologias. Ensayos de laboratorio y pequeña planta piloto : Diseño y contrucción de la planta piloto industrial. Puesta en marcha. 2010: Modificaciones en la planta piloto. Traslado de la planta piloto de Noain al CB2G en Aoiz. 2011: Torrefacción de astilla de haya. Primeras pruebas de peletizado. Desarrollo del modelo del reactor de torrefacción. 2012: Torrefación y peletizado de haya y pino. 2013: Torrefación y peletizado de pino, paja de cereal y chopo Procesado de nuevos materiales: 2014 en el marco del proyecto SECTOR ( ): Eucalipto, paulonia, poda de olivo y paja de cereal.

5 4. Experiencia de CENER en torrefacción MATERIALES PROCESADOS EN LA PLANTA PILOTO Astilla de haya Astilla de pino Paja de cereal Astilla de Chopo

6 5. Experiencia de CENER en torrefacción CARACTERIZACIÓN DE LOS PELETS TORREFACTADOS Parámetro Haya Pino Paja Chopo Pérdida de volátiles % base seca Índice de molturabilidad de Hardgrove NA N.D. N.D. N.D. Densidad de pila kg/m 3 (ar) Durabilidad % Humedad % (ar) PCI GJ/t (daf) N.D. C % (daf) N.D. H % (daf) ~ ~6.2 N.D. N % (daf) N.D. Contenido en cenizas % (db) N.D. Contenido en volátiles % (db) ~74.8 N.D.

7 6. Balances de masa y energía DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESO Diagrama de flujo de proceso de secado, torrefacción y peletizado

8 7. Balances de masa y energía del proceso integrado

9 8. Capacidades de CENER PLANTAS PILOTO Planta piloto de torrefacción con una capacidad de producción de kg/h basada en un reactor rotativo horizontal con calentamiento indirecto con fluido térmico ( ºC): Muy flexible respecto a la granulometría (0,25-40 mm) y la densidad de la materia prima ( kg/m 3 ) Excelente agitación y mezcla minimizando gradientes de temperatura, fácil control de temperatura, con lo que se obtiene un producto extremadamente homogéneo. Planta piloto de peletizado con una capacidad de kg/h Molino de martillos: mallas con luz de 2-12 mm Mezcladora de 2 m 3 : capacidad de ajuste de la humedad y uso de aditivos Prensa peletizadora de 30 kw: Diseño a medida de la matriz: diámetro del pellet, relación de compresión, numero de canales, etc Cambio diseño rodillos

10 9. Capacidades de CENER PLANTAS PILOTO / MODELOS TECNO-ECONÓMICOS Información ensayos planta piloto: Optimización de las condiciones de operación Balances de masa y energía Rendimientos Caracterización de producto. Optimización de parámetros de calidad. Modelos tecno-económicos: Modelo cinético/termodinámico del reactor de torrefacción Balances de masa y energía del proceso integrado Modelo económico de costes de producción Estudios de optimización de costes Escalado industrial del proceso Estudios tecno-económicos

11 AGRADECIMIENTOS Gracias por su atención Contacto: Javier Gil: Ines Echeverría: Esta infraestructura ha sido cofinanciada a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), Ministerio de Economía y Competitividad y Gobierno de Navarra.

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