Evaluación de la incidencia de dos combustibles forestales de distinta geometría en el desempeño de un gasificador tipo "downdraft"

Abstract

En un proceso de gasificación de biomasa la geometría de la biomasa es un factor que necesita ser considerado, pues el tamaño, forma y densidad de las partículas del combustible influencian su transporte, velocidades de secado y su descomposición térmica, factores relacionados al desempeño general del proceso. Esto se ha evidenciado al comparar los resultados obtenidos de alimentar pellets y astillas de madera a una planta piloto capaz de gasificar biomasa para la obtención de energía térmica y eléctrica. La unidad se ubica el Laboratorio de Biomateriales de la Escuela de Ingeniería Forestal del Tecnológico de Costa Rica. Se realizó un diseño experimental de dos niveles por triplicado, siendo las variables fijas el tiempo de operación de la planta (cuatro horas), el contenido de humedad (16 % base húmeda) y la potencia eléctrica (6.2 kW). Se concluye que el uso de los pellets de madera como combustible disminuyen el desempeño de la planta piloto, pues, debido a los atascamientos de los pellets dentro del reactor, se alcanzaron temperaturas menores en todas las etapas del proceso de descomposición térmica. Por ejemplo, en la zona de restricción se obtuvieron temperaturas de (804.19 ± 36.93) °C con astillas y de (731 ± 82.99) °C con pellets; y, al ser la generación de syngas un proceso endotérmico el rendimiento con pellets fue menor con respecto a las astillas de madera (i.e. en promedio se produjeron 1.75 kg de syngas por kilogramo de astillas, un 25 % más que con pellets de madera). A la vez hubo una generación mayor de metano al emplear pellets, (10.06±1.88) %v/v con respecto a un (4.70±0.56) %v/v al emplear astillas, lo que implicó un disminuyó en el contenido energético por kilogramo del syngas al utilizar pellets de madera. Además, al alimentar pellets de madera se obtuvo una mayor tasa de producción alquitranes de (4.43±0.98) kg/h con (58.97±15.37) % agua, frente...