Gasificación de madera para la obtención de un syngas útil en la producción de biocombustibles y/o productos químicos

Wood gasification to obtain a syngas useful for biofuels and/or chemicals production

En el presente trabajo se desarrolló un modelo en equilibrio que permite simular el proceso de producción de un syngas útil para la obtención de biocombustibles líquidos y/o productos químicos mediante gasificación en lecho arrastrado. El proceso fue modelado mediante el software Aspen Plus, considerando las etapas de pretratamiento y acondicionamiento de la biomasa (secado, torrefacción y molienda), gasificación en lecho arrastrado, limpieza y acondicionamiento del syngas producido, y ajuste de la relación H₂/CO, adicionalmente se modela la Unidad de Separación de Aire (ASU) para la producción de oxígeno como agente gasificante. La validación del modelo se realizó a partir de datos experimentales reportados en la literatura, mediante el análisis de los errores relativos para las variables de interés: relación H₂/CO, poder calorífico inferior (LHV, de sus siglas en inglés Lower Heating Value) y eficiencia en frío, obteniendo errores de 7,8%, 11,8% y 8,8%, respectivamente. Adicionalmente, se evaluó la sensibilidad del modelo para predecir el efecto de variables de proceso como la temperatura de torrefacción y la relación equivalente sobre las variables respuesta H₂/CO y LHV, obteniendo con el modelo tendencias similares a las reportadas en la literatura bajo diferentes condiciones de operación, lo cual muestra que el modelo es sensible a cambios en los parámetros del proceso. Por tanto, se considera que el modelo desarrollado es una herramienta computacional útil para realizar análisis de sensibilidad en procesos de producción de biocombustibles líquidos y/o productos químicos a partir de gasificación de biomasa en lecho arrastrado.

Introducción

Actualmente los combustibles líquidos son principalmente derivados del petróleo, sin embargo con el fin de evitar un déficit de estos y disminuir los impactos ambientales al tratarse de un combustible fósil, se han creado políticas en todo el mundo que buscan incentivar la obtención de combustibles líquidos a partir de fuentes alternativas viables económica, ambiental y energéticamente. Entre las alternativas, se encuentra el uso de fuentes renovables de energía primaria para producir combustibles líquidos con características similares a los derivados del petróleo. Los combustibles obtenidos a partir del uso de material lignocelulósico o algas son considerados como combustibles renovables de segunda y tercera generación, respectivamente. 

A través de procesos termoquímicos como la gasificación, es posible transformar diferentes tipos de biomasa en combustibles líquidos o gaseosos con altos rendimientos. Por tal razón, se espera que los biocombustibles de segunda generación, como combustibles líquidos sintetizados a partir de la gasificación de biomasa, sean los principales sustitutos de los combustibles derivados del petróleo.