Estimación del potencial energético del gas pobre obtenido de la gasificación del bagazo de caña de azúcar en gasificadores de lecho fijo de corriente descendente utilizando el modelo cinético de tasa finita

Estimación del potencial energético del gas pobre obtenido de la gasificación del bagazo de caña de azúcar en gasificadores de lecho fijo de corriente descendente utilizando el modelo cinético de tasa finita Cesar Zavala, Victor Petrell Universidad Nacional de Ingeniería, Lima, Perú. Recibido el 29 de diciembre del 2019. Revisado el 24 de febrero del 2020. Aceptado el 2 de marzo del 2020 DOI: https://doi.org/10.33017/RevECIPeru2020.0004/ Resumen El propósito de este trabajo es estimar el potencial energético del gas pobre obtenido de la gasificación de bagazo de caña de azúcar utilizando gasificadores de lecho fijo de corriente descendente en Perú a través de un nuevo modelo matemático que considera el tamaño de los fragmentos de biomasa. Para este propósito, tuvimos que determinar el área dedicada al cultivo de la caña de azúcar, la cantidad de caña de azúcar producida por cada área cultivada, la cantidad de bagazo obtenida de la caña de azúcar y la proporción de humedad y residuos secos, utilizando datos estadísticos peruanos. El modelo matemático de Prokash Roy se consideró modificando las constantes del equilibrio químico y las tasas de reacciones químicas que se controlan cinéticamente a velocidad finita, porque en realidad el sistema se comporta como un cuasi equilibrio. Para este modelo modificado, la humedad del bagazo debe ser inferior al 20% pero no debe estar completamente seca. Los resultados fueron validados con los datos experimentales de Jayah. Además, se utilizó una nueva codificación en el lenguaje de programación Python versión 3.x, utilizando una plataforma interactiva llamada Jupyter Notebook, que también hace posible predecir la composición, el máximo valor calorífico inferior del gas pobre y la temperatura de la zona pirooxidación. La estimación del potencial energético del gas pobre a partir de la gasificación del bagazo de la caña de azúcar fue de 19396.6 TJ por año como valor máximo y 16843.7 TJ por año como valor mínimo. Descriptores: Gasificación, potencial energético, gasificador de tiro descendente, residuos agrícolas. Abstract The purpose of this work is to estimate the energy potential of poor gas obtained from sugarcane bagasse gasification using downward-flow gasifiers in Peru through a new mathematical model that considers the size of biomass fragments. For this purpose, we had to determine the area dedicated to the cultivation of sugarcane, the amount of sugarcane produced by each cultivated area, the amount of bagasse obtained from sugarcane and the proportion of moisture and dry residue, using Peruvian statistical data. The mathematical model of Prokash Roy was considered by modifying the constants of chemical equilibrium and the rates of chemical reactions that are kinetically controlled at finite speed, because actually the system is behaving as a quasi-equilibrium. For this modified model, the humidity of the bagasse should be less than 20% but should not be completely dry. The results were validated with the experimental data of Jayah. In addition, a new coding was used in the Python programming language version 3.x, using an interactive platform called Jupyter Notebook, which also make possible to predict the composition, the maximum lower calorific value of the poor gas and the temperature in the pyrooxidation zone. The estimation of the energy potential of the poor gas from the gasification of sugarcane bagasse was 19396.6 TJ per year as a maximum value and 16843.7 TJ per year as a minimum value. Keywords: Gasification, energy potential, downdraft gasifier, agricultural residues.