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Densificados para uso energético empleando

residuos agrícolas y forestales

Grupo de Investigación y Desarrollo enCarbón y Biocombustibles

PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DEL PERU

QUIENES SOMOS

CARBÓN - BIOCOMBUSTIBLES24 años de trabajo

NUESTRO TRABAJO

Conversión de la biomasa residual seca en productos densificados – biopellets y biobriquetas – para uso energético

¿QUÉ NOS LLEVÓ A TRABAJAR EN DENSIFICACIÓN?Potencial energético de la biomasa residual existente no aprovechado.

Las ventajas que ofrecen los productos densificados.

Existencia de necesidades energéticas no cubiertas.

Cambio de la matriz energética nacional.

BIOMASA ENERGÉTICA

RESIDUALSECA

RESIDUAL NATURAL

RESIDUALHÚMEDA

CULTIVOSENERGÉTICOS

R. FORESTALESDEL BOSQUE

RES. BIODEGRADADLESR. Urbanos

R. IndustrialesR. Ganaderos

RESIDUOS DEInd. maderera

Ind. agroalimentaria

ColzaGirasolcaña

NUESTRA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN

Maíz- hojas y tallos

Algodón – restos proceso

Cascarilla de arroz

Cascaras de coco

SE REQUIERE:

Metodología para seleccionar los residuos agrícolas y forestales más adecuados para uso energético.

Procedimientos para realiza la densificación y el control de calidad del producto final

INICIANDO EL TRABAJO

SELECCIÓN DE RESIDUOS

PASOS A SEGUIR:

A. Establecer criterios de calificación

B. Establecer una escala de valoración

C. Ponderar cada criterio de acuerdo a su compatibilidad para uso energético del residuo.

D. Identificar las fuentes que generan residuos.

E. Calificar los residuos

CRITERIOS DE CALIFICACIÓN...

1. Producción media anual ( 10 años)2. Rendimiento por hectárea3. Fracción del residuos (terreno, planta de

procesamiento)4. Localización geográfica del residuo5. Distancia: centro de generación –

usuarios.6. Propiedad del residuo.

7. Propiedades físico-químicas del residuo.8. Ventajas ambientales y económicas de su

empleo9. Uso del residuo en otras actividades10. Facilidades para la recolección, transporte

y almacenamiento11. Experiencia mundial de usos energéticos

del residuo

...CRITERIOS DE CALIFICACIÓN

ESCALA DE VALORACIÓN

0 1 2 3 4 5

No se dispone de información

No es compatible con la aplicaciónenergética del residuo

Poco compatible con la aplicaciónenergética del residuo

Compatible con la aplicaciónenergética del residuo

Muy compatible con la aplicaciónenergética del residuo

CONOCIENDO LOS RESIDUOS

RESIDUOS FORESTALES

LUGAR OPERACIÓN TIPO DE RESIDUO

Bosque Operaciones forestales

Ramas, agujas, hojas, tocones, raíces, madera de mala calidad y podrida, recortes y aserrín;

AserraderoAserrío

Corteza, aserrín, recortes, madera partida, virutas, lijaduras;

Producción de tableros contrachapados

Cortezas, almas, aserrín, hojas de nenúfares, recortes y residuos de chapas, recortes de paneles, lijaduras;

Producción de tableros partículas

Cortezas, cribaduras, menudos, recortes de paneles, aserrín, lijaduras.

rolloRESIDUOS AGRÍCOLAS

CULTIVO RESIDUOS GENERADOS

Café Piel, mucílago, cascarilla

Arroz Raíces, tallos, cascarilla

Vid Sarmiento o vástago, orujos (residuo después de exprimida)

Maíz Zuro o coronta

Olivo Ramas, orujillo

EVALUANDO LOS RESIDUOS

Muestra representativa

Análisis de laboratorio

CALADOR PARA EXTRACCIÓN

Caladores

Divisor

Energéticos:– Análisis inmediato– Análisis elemental– Poder calorífico– Análisis de cenizas

Físicos– Indice de triturabilidad– Indice de friabilidad

También:Densidad, forma, tamaño, distribución granulométrica

CARACTERÍSTICAS ENERGÉTICAS

ESTIMANDO VOLÚMENES DISPONIBLES

rolloPRODUCCIÓN AGRÍCOLA

PRODUCCIÓN FORESTAL

Madera rolliza (miles de m3) Madera aserrada (en miles de m3)

BALANCE DE MASA

20 kg de cascarilla

5 kg de polvillo

1 kg de nielen 2 kg de arrocillo

72 kg de arroz

75 kg de arroz pulido

80 kg de arroz integral

100 kg de arroz cáscara

INDUSTRIA MADERERA

Bosque 100%

38% residuos

62% aserradero

54.8% residuos

45.2% madera aserrada

RESULTADO

Cascarilla de arrozCascarilla de caféRastrojo de algodónBagazo de cañaAserrín

Residuos de mayorinterés como fuente de energía:

DESARROLLO DE DENSIFICADOS

¿DENSIFICACIÓN?

Proceso de transformación física de la biomasa residual seca en elementos compactos, de forma definida, de mayor densidad y de mayor valor energético.

Productos obtenidos: – biobriquetas– biopellets.

VENTAJAS

Ventajas técnicas

Ventajas medioambientales

Ventajas sociales

Ventajas económicas

TIPOS DE DENSIFICACIÓN

BRIQUETADO– Por compresión– Por extrusión– Por agitación y

rodadura

PELETIZADO– Con matriz anular– Con matriz cilíndrica

BRIQUETADOCon aglomeranteSin aglomerante

PELETIZADOSin aglomerante

BIOMASA RESIDUAL

Molienda

Densificado

Limpieza y despedregado

Pretritutado Secado

DISEÑO DELPROCESODE DENSIFICACIÓN

rollo DESARROLLO

DE EQUIPOS

Disco aglomerador

Briquetadora

BRIQUETAS POR COMPRESIÓN

COMPOSICIÓN– Residuo virgen y/o

carbonizado– aglomerante

PROCESO: compresión en prensa manual

Densidad 1000 kg/m3D=37 mmH=34 mmd=12.5 mm

rolloPELLETS

Diámetro: de 6 a 10 mm Longitud: de 10 a 30 mm Humedad: de 7 a 12 %Bulk density de 650 a 700 kg/m3 Densidad 1000 kg/m3Poder calorífico: de 4.500 a 5.000 kcal/kg

rolloBRIQUETAS POR RODADURA

COMPOSICIÓNResiduo carbonizadoaglomerante

PROCESO: agitación y rodadura en disco

Densidad 1200 kg/m3 D= 20 a 50 mm

PC kJ/kg0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000

Corteza verde

Viruta verde

Serrín húmedo

Viruta seca

Serrín seco

Pellets / briquetas

carbón vegetal

carbón mineral antracitico

Diesel

Gasolina de 98 octanos

Kerosene

Propano

ESTANDARIZACIÓN Y CONTROL DE CALIDAD DEL PRODUCTO

CONTROL DE CALIDAD

Energéticos:– Análisis inmediato– Análisis elemental– Poder calorífico– Análisis de cenizas– Eficiencia de

combustión– Temperatura de

combustión– Tiempo de

encendido

Físicos– Durabilidad– Resistencia a la

compresión– Resistencia al

impacto– Dimensiones– Densidad aparente– Densidad– Forma

DENSIFICADOS PRUEBAS FÍSICAS

• DIMENSIONES• PESO• FORMA• DENSIDAD

DENSIFICADOS PRUEBAS FÍSICAS

Ensayo de durabilidad

Resistencia a la compresión

EQUIPOS PARA BIOCOMBUSTIBLES

CONCLUSIONES

1. La transformación de la biomasa residual seca en biopellets o biobriquetas es un proceso complejo que requiere la aplicación de la tecnología adecuada.

2. La densificación de los residuos– Incrementa su valor económico – Cambio de la matríz energética– Reducción de impactos ambientales que genera

su eliminación– Crea fuentes de trabajo

3. El éxito del proceso depende del trabajo conjunto de

MUCHAS GRACIAS

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Carbón y Biocombustibles

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