Microgasificación de biomasa lignocelulósica como vía de generación de energía térmica y producción de biocarbón para usos alternativos

Abstract

RESUMEN: El objetivo de este trabajo consiste en evaluar el desempeño energético y las emisiones (monóxido de carbono -CO- y material particulado suspendido total –TSPM, por sus siglas en inglés-) de una estufa de cocción basada en gasificación de biomasa siguiendo el protocolo WBT 4.2.3 modificado. Los parámetros controlables analizados en el proceso fueron la densidad aparente de la biomasa (pellets y astillas –WP y WCH, respectivamente-), y la relación aire-combustión/aire-gasificación (CA/GA=2.8, 3.0 y 3.2); también, se analizó un parámetro de diseño de la estufa mediante dos cámaras de combustión (CCG1 y CCG2). Con el fin de analizar la relación entre los procesos de gasificación y de combustión del gas, y el rendimiento energético y las emisiones de la estufa de cocción, la estufa se caracterizó de modo detallado considerando tres volúmenes de control: la estufa completa (CV1), la cámara de combustión (CV2) y el proceso de gasificación (CV3). La estufa de cocción alcanzó una eficiencia térmica promedio WBT del 25.2% para los WP y de 24.1% para las WCH. El mejor desempeño de la estufa se alcanzó usando WP, lo cual se atribuye a su mayor densidad aparente, y a que durante su proceso de gasificación se alcanzó una producción de biocarbón 12% mayor, y un menor consumo de biomasa (16%) con respecto a las WCH. Las emisiones específicas de CO fueron de 2.78 g/MJd para los WP y 2.75 g/MJd para las WCH. En promedio, la estufa emitió TSPM entre 74.11 mg/MJd y 122.70 mg/MJd. Las bajas emisiones de la estufa de cocción se atribuyen a un suficiente flujo de aire de combustión (CA, por sus siglas en inglés) y al diseño de las CCGs, los cuales favorecieron el mezclado entre el gas de gasificación y el CA, promoviendo la oxidación del CO y de compuestos precursores de la formación del material particulado (MP).