Torrefacción eficiente: Biocoal con proceso Torspyd

martes 19 de julio, 2011

Torrefacción eficiente: Biocoal con proceso Torspyd

Columna de torrefacción y sistema de depuración de los gases. Esquema de la planta de Urnieta, Guipuzcoa.Es un proceso continuo que emplea 2 flujos que circulan a contracorriente:
El flujo gaseoso que progresa, en la columna, de abajo hacia arriba.
El flujo de materia sólida (biomasa) que progresa de arriba hacia abajo.
Durante su progresión hacia abajo, la partícula de biomasa pierde progresivamente su agua y los polímeros contenidos en las hemicelulosas se rompen dejando de esta forma que una pequeña parte de sus sustancias orgánicas se vaya con el flujo gaseoso. Estos fenómenos se suceden hasta que la partícula llega a la rejilla. Una vez fuera de la columna, el flujo gaseoso se vuelve a acondicionar para ser reinyectado en la parte baja de la columna y comenzar un nuevo ciclo.

La ingenería francesa Thermya ha anunciado el inicio de las obras de construcción de 3 plantas para la obtención de Biocoal (biocarbón) mediante su tecnología patentada de torrefacción de biomasa, el proceso TORSPYD. Dos de las plantas se ubican en Francia y la tercera en Urnieta, Guipuzcoa. Se espera que todas ellas estén en funcionamiento el tercer trimestre de 2011.

El grupo español Lantec, a través de su ingeniería, Idema, es el promotor de la planta de Urnieta. La planta producirá 20.000 t/año de Biocoal (2,5 t/h) a partir de 30.000 t de residuos forestales astillados (G50) de los montes cercanos. La inversión será de 4 millones de euros, y una vez en operación, creará 8 puestos de trabajo directos y hasta 20 indirectos, calcula Ramón Monasterio, director general del grupo Lantec.


Comercialización
Según Román Monasterio, se prevé que la planta esté operativa en octubre de 2011 y que comience a producir a capacidad completa de forma inmediata. El Biocoal puede incorporarse al mercado nacional y europeo de generación eléctrica con carbón en cocombustión, ayudando a reducir las emisiones de CO2, NOx y SO2; puede sustituir a otros combustibles sólidos en cementeras y siderurgias; y tiene campo, si se peletiza, en el sector del uso térmico doméstico o industrial.


El proceso
Esquema TorspydSe puede definir el proceso Torspyd como una destilación pirolítica escalonada; un proceso de secado irreversible, que se logra aplicando un tratamiento térmico moderado a la biomasa (T < 240ºC) y en ausencia de oxígeno, que permite la eliminación progresiva de la humedad contenida en ella y su transformación físico-química.El proceso tiene lugar en el interior del reactor o columna de torrefacción en donde circulan en continuo dos flujos a contracorriente: un flujo gaseoso que progresa de abajo hacia arriba, y el flujo de biomasa que se mueve de arriba abajo.
El flujo de astillas que se mueve de arriba abajo dentro de la columna va perdiendo progresivamente su humedad; según desciende y atraviesa áreas más calientes, se despolimeriza (las hemicelulosas que componen la estructura de la madera se rompen en monómeros –glucosa y otros-) y se liberan pequeñas cantidades de sustancias orgánicas volátiles que se incorporan al flujo gaseoso ascedente. Estos fenómenos se suceden hasta que la biomasa alcanza la rejilla del fondo.
Es gracias a la existencia de este flujo ascedente de gases neutros calientes, que la biomasa se destila de forma progresiva dentro de la columna de torrefacción deshidratándose y despolimerizándose.
El flujo gaseoso, enfriado y cargado de volátiles orgánicos, se recupera en la parte superior de la columna, se calienta y se vuelve a inyectar en el fondo de la columna para iniciar de nuevo el ciclo.
Gracias a la valorización total de los volátiles en la cámara térmica hace falta poco combustible adicional (equivalente a 4% de la producción de Biocoal). Se puede utilizar cualquier combustible disponible, incluso la biomasa torrefactada.
El proceso es muy eficiente en consumo de energía pues no se precisa llegar a temperaturas elevadas (300 ºC) para alcanzar el punto de torrefacción (230°C) en el corazón de cada partícula de la biomasa.


Características del biocoal
El Biocoal mantiene el 95% de la energía de la biomasa original pero su contenido en humedad es inferior al 1%; es un producto hidrófobo e inerte por lo que puede almacenarse sin problemas de degradación en el exterior.
Su capacidad calorífica es de alrededor de 5000 kcal/kg y presenta un riesgo de auto‑ignición mínimo (la temperatura de combustión espontánea es de 500ºC), por la deshidratación y la eliminación de volátiles ocurridas en el proceso.
La biomasa torrefactada tiene una densidad de 230 kg/m3, pero peletizada llega a 900 kg/m3.


Peletizado
Por su alta friabilidad, resulta muy fácil de triturar y, debido a su elevado contenido en lignina, un aglutinante natural, la peletización es muy eficiente y no requiere de ningún aditivo.
Monasterio asegura que el precio de venta resultará competitivo, pues frente a un rendimiento energético del 88% en la fabricación de pellet de madera, el pellet de biocoal ronda un 94%. La clave está en el menor coste energético del peletizado de la biomasa torrefactada.


Cocombustión con biocoal
El bio-carbón es un combustible sólido de gran poder calorífico (20-21 MJ/kg) que puede sustituir al carbón fósil y ayudar a reducir las emisiones de CO2 y de NOx y SO2 en las centrales eléctricas. Además, al contrario de lo que ocurre con la biomasa sin procesar, su uso en cocombustión no requiere adaptar la instalación ni realizar ninguna inversión extra; su combustión es muy estable y no produce alquitranes que atasquen los quemadores gracias a su baja humedad, siempre constante.
Además, necesita menos tiempo y energía que la biomasa fresca para alcanzar la temperatura de inflamabilidad (250ºC).
La combustión con Biocoal es rápida y eficiente, y presenta una mínima formación de cenizas, escorias y NOx. La reducción de las emisiones de NOx disminuye la necesidad de inyectar aire extra en la zona alta del hogar; con un volumen menor de aire a calentar, el consumo global de combustible disminuye, pero la generación eléctrica se mantiene.


Más proyectos
El Grupo Lantec ha llegado a un acuerdo con Thermya para instalar plantas en todo el mundo tras la de Urnieta, que es la primera. Idema, empresa de ingeniería perteneciente a Lantec, junto con Thermya, está desarrollando la tecnología y los proyectos de implantación.
La compañía francesa LMK Energy está construyendo otras 2 plantas en la localidad de Mazingarbe, en el norte de Francia, que tendrán una capacidad total de 40.000 t/año. La producción se densificará en forma de pellets o briquetas para uso en centrales eléctricas europeas.


Publicado en BIE nº12 · julio 2011

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