Trabajo Fin de Grado
Medida de la temperatura superficial del carbonizado de Haya en un reactor de lecho fluido mediante pirometría para aclarar el efecto del CO2 en oxicombustión
Autor/es | Berdugo Vilches, Ana |
Director | Gómez Barea, Alberto |
Departamento | Universidad de Sevilla. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental |
Fecha de publicación | 2016 |
Fecha de depósito | 2016-12-20 |
Titulación | Universidad de Sevilla. Grado en Ingeniería Química |
Resumen | Debido a la necesidad de reducir las emisiones de CO2, causantes de la intensificación del efecto invernadero y el calentamiento global, surge como solución la técnica de captura de CO2 mediante oxi-combustión. Esta ... Debido a la necesidad de reducir las emisiones de CO2, causantes de la intensificación del efecto invernadero y el calentamiento global, surge como solución la técnica de captura de CO2 mediante oxi-combustión. Esta tecnología consiste en realizar el proceso de combustión en presencia de oxígeno puro parcialmente diluido con CO2 procedente de la recirculación de los gases. De esta manera los productos de la combustión tienen una alta concentración de CO2 lista para su secuestro sin necesidad de equipo de captura. La tecnología de oxi-combustión puede instalarse en plantas de producción de energía eléctrica diseñadas para trabajar en combustión con aire (1ª generación), aunque se plantea mejorar esta técnica alimentando mayores concentraciones de oxígeno a la caldera (2ª generación) consiguiendo reducir el tamaño de esta con respecto a las convencionales. Sin embargo, aún existen una serie de factores que deben ser investigados antes de construir una caldera de 2ª generación. Uno de los factores más importantes es la temperatura de las partículas de combustible, ya que, debido a las altas concentraciones de O2 en la caldera la velocidad de conversión de las partículas es muy alta pudiendo estas llegar a un nivel de temperatura inadmisible. En este Trabajo Fin de Grado se busca estudiar el efecto que el CO2 tiene sobre la temperatura de las partículas de carbonizado durante su combustión. Para ello se trabaja en un reactor de lecho fluido, a escala de laboratorio, que permite medir la temperatura del carbonizado por pirometría con cámara digital. Se emplea como combustible carbonizado de haya (biomasa) generado en un horno, y se opera a dos temperaturas de operación (800ºC y 850ºC) con dos tamaños de partícula diferentes (6 mm y 10 mm). Una de las principales conclusiones es que la menor difusividad del O2 en CO2 comparada con la de O2 en N2 es la responsable de la diferencia con los resultados en combustión con aire o mezcla de O2/N2 y que la velocidad de gasificación con CO2 debe tenerse en cuenta para el combustible utilizado y para las condiciones empleadas en este trabajo. In the energy sector, carbon capture has emerged as a technical solution for reducing CO2 emissions, which are responsible for the greenhouse gas effect and global warming. Oxy-fuel combustion is one of the options for ... In the energy sector, carbon capture has emerged as a technical solution for reducing CO2 emissions, which are responsible for the greenhouse gas effect and global warming. Oxy-fuel combustion is one of the options for implementing carbon capture. The technology consists of combustion of a fuel with pure oxygen (partially diluted with CO2), which results in a flue gas stream rich in CO2 that is suitable for storage. Oxy-fuel may be applied in existing power plants which are designed to operate with traditional air combustion (i.e. 1stgeneration). Alternatively, the design of new boilers operate with higher concentrations of oxygen, would allow to reduce reducing the size of the units as compared to the conventional boilers (i.e. 2nd generation). However, the construction of such oxy-fuel combustors requires further knowledge of the fuel conversion process in oxygen-rich environment. An important aspect is the temperature of the fuel particles, as the high O2 concentrations in the combustor leads to fast conversion of the fuel, which might result in intolerable temperatures. In this work, the effect of CO2 on the temperature of the char particles during the combustion process is investigated. A lab-scale fluidized bed reactor is used and the evolution of temperature of burning char particles during combustión is quantified by means of a digital camera. The results show that the main difference in the temperature of the fuel particle between oxy-fuel and air combustion relates to the lower diffusivity of O2 in CO2 as compared to that of O2 in N2. It is proposed that the rate of char gasification should be taken into account under the conditions tested in this work. |
Cita | Berdugo Vilches, A. (2016). Medida de la temperatura superficial del carbonizado de Haya en un reactor de lecho fluido mediante pirometría para aclarar el efecto del CO2 en oxicombustión. (Trabajo fin de grado inédito). Universidad de Sevilla, Sevilla. |
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