Fluidización de mezclas de biomasa forestal y arena. Estudio experimental y simulación por CFD.

Abstract

En la zona cordillerana de la región del Comahue, se generan grandes cantidades de residuos forestales con potencial para ser destinados a la generación de energía. Los métodos más eficientes de generación de energía a partir de biomasa emplean el proceso de gasificación en lecho fluidizado. Esta tecnología garantiza un valor potencialmente elevado de área superficial expuesta del combustible, lo que mejora el rendimiento. Además, la operación se efectúa a menor temperatura que en equipos convencionales, lo que minimiza la generación de dioxinas, NO x , furanos y otros componentes volátiles. Sin embargo, es importante considerar que la biomasa no fluidiza con facilidad debido a sus formas peculiares, tamaño y densidad. Para mejorar su fluidización es necesario incorporar un material inerte, como por ejemplo arena. Esto convierte al lecho en una mezcla binaria de sólidos, cuya fluidización difiere de la de un sólo componente que ya ha sido estudiada en profundidad por una gran cantidad de autores. En este trabajo se estudia experimentalmente, por fluidodinámica computacional y, a través de ecuaciones predictivas, la fluidodinámica de mezclas biomasa-arena, con especial énfasis en la determinación de la velocidad de mínima fluidización. La evaluación de este parámetro operativo es una etapa previa e indispensable para el diseño del equipo de gasificación. Los resultados obtenidos muestran que, con el agregado de arena en proporciones bajas, se logra una importante mejora en la calidad de la fluidización, frente a la operación con biomasa pura, junto con un bajo grado segregación.