Condiciones óptimas de peletizado de la poda del olivar. Calidad y comparación con pélets normalizados.

Transcripción

1 Condiciones óptimas de peletizado de la poda del olivar. Calidad y comparación con pélets normalizados. Ángela García Maraver Dpto. Ingeniería Civil Universidad de Granada agmaraver@ugr.es

2 POTENCIAL DE BIOMASA POTENCIAL DE BIOMASA Consumo energético Las hojas y las cenizas ktep/año POTENCIAL DE BIOMASA EN ANDALUCÍA 3327 RESIDUOS AGRICOLAS 1434 Olivar 803 RESIDUOS INDUSTRIALES 589 Almazaras 455 RESIDUOS FORESTALES 136 CULTIVOS ENERGÉTICOS 559 RSU, lodos, etc. 609

3 CONSUMO ENERGÉTICO Potencial de biomasa CONSUMO ENERGÉTICO Las hojas y las cenizas GASOIL 72.37% GAS NATURAL 20.17% ENERGÍAS RENOVABLES 7.16% CARBÓN 0.3% (Biomasa 6.3%) Biomasa 78.70% Consumo de energía primaria en Andalucía (AAE, 2009) Solar Fotovoltaica 2.20% Eólica 13.30% Hidráulica 2.60% Solar Térmica 3.20%

4 POTENCIAL DE BIOMASA Potencial de biomasa Biomasa térmica, ktep Biomasa eléctrica, MW Biocombustibles líquidos, ktep 2006 OBJETIVOS PLEAN 2006 Grado de cumplimiento 2006 (%) OBJETIVOS PASENER 2007 OBJETIVOS PASENER 2010 Objetivos y grado de cumplimiento PLEAN y PASENER (PASENER, 2007) OBJETIVOS PASENER CONSUMO ENERGÉTICO Las hojas y las cenizas REDUCCIÓN DENSIDAD APARENTE BAJOS COSTES DE ALMACENAMIENTO Y TRANSPORTE AUTOMATIZACIÓN DE SISTEMAS

5 LAS HOJAS Y LAS CENIZAS CENIZAS 550ºC (%) CORTEZA 4.79 Potencial de biomasa Consumo energético LAS HOJAS Y LAS CENIZAS RAMA GRUESA SIN CORTEZA RAMA GRUESA CON CORTEZA (FRACCIÓN GRUESA) RAMA FINA SIN HOJA RAMA FINA CON HOJA (FRACCIÓN 5.50 FINA) HOJAS 14.17

6 LAS HOJAS Y LAS CENIZAS 15,00 14,00 13,00 Potencial de biomasa 12,00 11,00 10,00 9,00 HAND-WASHED FORCED AIR SHAKING SIEVED UNWASHED Consumo energético LAS HOJAS Y LAS CENIZAS 8,00 7,00 6,00 OLIVE OIL INDUSTRY 3 WEEKS STORED 6 WEEKS STORED (SPREAD) 6 WEEKS STORED (PILED) Evolución del contenido en cenizas de las hojas durante su manejo

7 LAS HOJAS Y LAS CENIZAS Concentración (%) Potencial de biomasa Consumo energético LAS HOJAS Y LAS CENIZAS HOJAS FRACCION FINA FRACCION GRUESA SUELO Na 2 O MgO Al 2 O SiO P 2 O SO Cl K 2 O CaO TiO Cr 2 O MnO Fe 2 O NiO CuO ZnO Rb 2 O SrO ZrO

8 LAS HOJAS Y LAS CENIZAS HOJAS FRACCIÓN FINA FRACCIÓN GRUESA LIGNINA INSOLUBLE, % CONTENIDO EN CENIZAS, % Potencial de biomasa Consumo energético Buenas características ligantes pero elevado contenido en cenizas No sólo importa su porcentaje LAS HOJAS Y LAS CENIZAS Temperatura inicial de deformación (IDT), ºC FUSIBILIDAD DE CENIZAS HOJAS FRACCIÓN FINA FRACCIÓN GRUESA Temperatura esférica (ST), ºC Temperatura hemisférica (HT), ºC Temperatura de fluidez(ft), ºC 1246 >1500 > >1500 >1500

9 PARÁMETROS DE CALIDAD DE LA MATERIA PRIMA PARÁMETROS DE CALIDAD DE LA MATERIA PRIMA Peletización Calidad de los pélets Parámetros de calidad recogidos en la EN y que dependen directamente de la propia materia prima CLASIFICACIÓN PARÁMETRO LEÑOSO HERBÁCEO A1 A2 B A B Cenizas (%) A A A A A10 10 N (%) N N N N N S (%) S S S S Cl (%) Cl Cl Cl Cl PCI (MJ/kg) Q16.5: Q16.3: Q16.0: Q14.1: Q13.2: 16.5 Q Q Q Q 13.2 Q PARÁMETRO HOJAS FRACCIÓN FRACCIÓN FINA GRUESA Cenizas (%) N (%) S (%) Cl (%) PCI (MJ/kg) CALIDAD FINAL FUERA DE RANGO B (HERBÁCEOS) B (LEÑOSOS)

10 PARÁMETROS DE CALIDAD DE LA MATERIA PRIMA USO EN PEQUEÑAS PROPORCIONES COMO ADITIVO NATURAL POR SU CONTENIDO EN LIGNINA Y SU MAYOR PCI PEOR CALIDAD POR PRESENCIA DE HOJAS, PARA MEJORARLA: -ELIMINAR HOJAS -USAR EN MEZCLAS CON OTRAS MATERIAS PRIMAS PARÁMETROS DE CALIDAD DE LA MATERIA PRIMA Peletización Calidad de los pélets PARÁMETRO HOJAS FRACCIÓN FRACCIÓN FINA GRUESA Cenizas (%) N (%) S (%) Cl (%) PCI (MJ/kg) CALIDAD FINAL FUERA DE RANGO B (HERBÁCEOS) B (LEÑOSOS)

11 PELETIZACIÓN Parámetros de calidad de la materia prima PELETIZACIÓN Calidad de los pélets CONTENIDO EN HUMEDAD INICIAL (%) Condiciones operativas del proceso de peletización DIAMETRO TIPO DE MATRIZ (mm) LONGITUD DE COMPRESIÓN TEMPERATURA (ºC) 9 M D1 <40 T1 11 M D T2 13 M D3 >60 T3

12 54 muestras 27 muestras de cada materia prima Parámetros de calidad de la materia prima Parámetros de calidad PRUNINGS recogidos en la EN WOOD y que dependen del proceso de peletización DURABILIDAD Peletización TAMAÑO DEL PÉLET; RATIO L/D DENSIDAD APARENTE CALIDAD DE LOS CONTENIDO EN HUMEDAD

13 Parámetros de calidad recogidos en la EN y que dependen de las condiciones operativas del proceso de peletización Parámetros de calidad de la materia prima Peletización PARÁMETRO Tamaño (diametro y longitud) (mm) Contenido en humedad (%) Durabilidad (%) Densidad aparente (kg/m 3 ) CLASIFICACIÓN LEÑOSO HERBÁCEO A1 A2 B A B D06: D 6±1; 3.15 L 40 D08: D 8±1; 3.15 L 40 DU D06-10: D±1; 3.15 L 40 D12-25: D±1; 3.15 L 50 M10: 10 M12: 12 M15: 15 DU BD DU DU CALIDAD DE LOS

14 54 muestras 27 muestras de cada materia prima Parámetros de calidad de la materia prima Peletización CALIDAD DE LOS Porcentaje de muestras que cumplen con las características dependientes del proceso de peletización en cada una de las categorías recogidas en la EN PARÁMETRO FRACCIÓN FINA FRACCIÓN GRUESA EN14961 NO EN14961 NO A B EN EN A B Durabilidad (%) Diametro (mm) Longitud (mm) Densidad aparente (kg/m 3 ) Contenido en humedad (%)

15 , Parámetros de calidad de la materia prima Peletización Parámetros de calidad dependientes de las condiciones operativas del proceso y condiciones óptimas de operación PARÁMETROS DE CALIDAD DEPENDIENTES DE LA PELETIZACIÓN CONDICIONES DE OPERACIÓN ÓPTIMAS FRACCIÓN FINA FRACCIÓN GRUESA Humedad 9% Humedad 9% Diámetro 6 mm Diámetro 6 mm Longitud de compresión Longitud de compresión 24 mm 20 mm T > 60ºC 40ºC < T < 60ºC Durabilidad (%) Dureza (kgf) Longitud (mm) Densidad real del pélet (kg/m 3 ) Densidad aparente (kg/m 3 ) Contenido en humedad (%) CALIDAD DE LOS

16 , Parámetros de calidad de la materia prima Peletización CALIDAD DE LOS

17 Parámetros de calidad de la materia prima Peletización CALIDAD DE LOS Emisiones de CO y HC de los pélets ensayados en caldera doméstica

18 Parámetros de calidad de la materia prima Peletización CALIDAD DE LOS

19 Parámetros de calidad de la materia prima Peletización Emisiones de partículas de los pélets ensayados en caldera doméstica CALIDAD DE LOS

20 Parámetros de calidad de la materia prima Peletización Distribución de tamaño de las partículas emitidas a partir de la combustión de los pélets ensayados en caldera doméstica CALIDAD DE LOS

21 , CONCLUSIONES El ALTO CONTENIDO EN CENIZAS DE LAS HOJAS procedentes del olivar viene ocasionado por: la presencia de compuestos minerales del suelo su propia composición, con un alto contenido en lignina La propia composición de la fracción fina, impide cumplir con los CRITERIOS DE CALIDAD QUÍMICOS por la presencia de hojas, superando los valores límites establecidos en lo relativo a contenido en cenizas, nitrógeno y azufre. Fue posible optimizar las condiciones de fabricación para obtener pellets que cumplieron con los CRITERIOS DE CALIDAD FÍSICOS Y MECÁNICOS establecidos en la citada norma. Las calderas deben trabajar de acuerdo al combustible empleado para minimizar las emisiones gaseosas y de partículas.

22 , Gracias por su atención Ángela García Maraver Dpto. Ingeniería Civil Universidad de Granada