Cuesco torrificado de Palma Africana: Una alternativa a los combustibles líquidos tradicionales
Palm kernel shell torrified: An alternative to liquid fuels
Jonathan Coba
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Mario Heredia
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Luís AC Tarelho
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Resumen
Se estima que en Ecuador el 41.4% del diésel y 89.5% del fuel oil utilizado en el sector industrial para producir energía térmica, puede reemplazarse con combustibles sólidos derivados de la biomasa. Se ha comprobado que el uso de cuesco de palma africana como combustible sólido es una alternativa eficiente y rentable para producir energía térmica a la vez que cumple normativas de emisiones internacionales. Estudios previos demuestran que la combustión de cuesco de palma africana alcanza una eficiencia de combustión entre 96 y 99%. Sin embargo, los costos asociados al transporte impiden que su uso se extienda a otras regiones del país. Frente a esta limitación, torrificar el cuesco de palma en la localidad de producción, permitiría incrementar su densidad energética optimizando las operaciones logísticas y de transporte. Torrefacción es un proceso termoquímico de pretratamiento de biomasa del que se obtiene un producto sólido homogéneo con propiedades similares a las del carbón. El cuesco de palma africana torrificado podría transportarse de forma rentable hacia otras regiones del Ecuador, en las que actualmente se utiliza diesel para la producción de energía térmica. Por tanto, el consumo de una fuente renovable de energía como el cuesco de palma torrificado podría reducir el consumo de combustibles líquidos -algunos de ellos subsidiados- mitigando a su vez las emisiones de gases de efecto invernadero asociadas a su consumo. En Ecuador, Bioenergía de los Andes (BDA) viene desarrollando equipos para la conversión energética de biomasa residual adaptados para el uso de combustibles renovables de segunda generación (torrificados, gases sintéticos, etc). BDA, posee y opera una planta piloto de carácter experimental y demostrativo en la que se pueden producir combustibles torrificados a partir de diferentes tipos de biomasa residual. El presente trabajo, define y caracteriza los procesos que ocurren en la planta piloto y analiza las principales condiciones operativas necesarias para producir un combustible sólido torrificado utilizando cuesco de palma africana como materia prima. Se analizó que condiciones de alimentación por encima de los 30 kg/h impiden alcanzar la temperatura óptima de torrefacción. Además, tiempos de residencia mayores a 60 min superan las condiciones del régimen de torrefacción severa. Finalmente, a diferencia de otros gases sintéticos, se observó que el gas de torrefacción no se oxida propagando un frente de llama estable. Según la información disponible, se trata de la primera ocasión en que se realizan este tipo de ensayos experimentales en el país.
Palabras clave: Energía térmica, cuesco de palma africana, combustión, torrefacción, termoquímico.
It is estimated that in Ecuador 41.4% of diesel and 89.5% of fuel oil used in the industrial sector to produce thermal energy it can be replaced with solid fuels derived from biomass. It has been proven that the use of palm kernel shell as a solid fuel is an efficient and profitable alternative to produce thermal energy while complying with international emission standards. Previous studies show that combustion of palm kernel shell achieves a combustion efficiency between 96 and 99%. However, the costs associated with transportation prevent its use from spreading to other regions of the country. Faced with this limitation, torrifying the palm kernel shell in the production location would allow it to increase its energy density by optimizing logistics and transport operations. Torrefaction is a thermochemical process of pretreatment of biomass from which a homogeneous solid product with properties similar to those of coal is obtained. The palm kernel shell can be transported profitably to other regions of Ecuador, currently diesel is used for the production of thermal energy. Therefore, the consumption of a renewable source of energy such as torrified palm kernel could reduce the consumption of liquid fuels -some of them subsidized- mitigating in turn the greenhouse gas emissions associated with their consumption. In Ecuador, Bioenergía de los Andes (BDA) has been developing equipment for energy conversion of residual biomass adapted for the use of second generation renewable fuels (torrified, synthetic gases, etc.). BDA owns and operates a pilot plant of experimental and demonstrative nature in which it is possible to produce torrified fuels from different types of residual biomass. The present work, defines and characterizes the processes that occur in the pilot plant and analyzes the main operating conditions necessary to produce a solid fuel torrified using palm kernel shell as raw material. It was analyzed that feeding conditions above 30 kg/h prevent reaching the optimum torrefaction temperature. In addition, residence times greater than 60 min exceed the conditions of the severe torrefaction regime. Finally, unlike other synthetic gases, it was observed that the torrefaction gas does not oxidize, propagating a stable falme front. According to the available information, this is the first time that this type of experimental tests has been carried out in the country.
Key words: Thermal energy, Palm kernel shell, combustion, torrefaction, thermochemical
