Influencia de la cocombustión de carbón y biomasa en las emisiones gaseosas y el ensuciamiento: análisis experimental en planta piloto de 500 kWt

AutoresBartolome Rubio, Carmen
Año publicación2014
Categorías
CódigoCP-0946

 

Resumen

Esta tesis doctoral tiene como principal objetivo realizar un estudio exhaustivo de la influencia que determinados materiales biomásicos, con alto contenido en cloro, tienen sobre la eficiencia y la seguridad durante su cocombustión con carbón en calderas de combustible pulverizado. La diferencia principal de la investigación radica tanto en la novedad del combustible, Cynara Cardunculus, como en la utilización de una instalación de escala semi-industrial. Este estudio, principalmente de carácter experimental, se realiza en una planta piloto con un quemador de rotación de 500 kWt. La cámara de combustión está diseñada de forma que se pueda monitorizar tanto la llama, como las temperaturas y la presión. El sistema de control permite regular con precisión los caudales de combustible introducidos, así como el calor evacuado en los distintos anillos de agua y en un banco de tubos. También es posible medir en continuo y de forma puntual las emisiones de los diferentes componentes presentes en los gases de combustión que puedan resultar interesantes para el presente estudio.

En la fase inicial del trabajo, además de una completa revisión bibliográfica centrada en estudios de deposición y de emisiones gaseosas, se ha diseñado una sonda de deposición para instalarla en la cámara de combustión anteriormente descrita. Para ello se desarrolló un modelo térmico que, tras la construcción e instalación de la sonda, fue validado con datos experimentales. Posteriormente, se realizó un ajuste fino para conseguir un control adecuado y fiable de la sonda y de su temperatura. Tras la puesta a punto de la instalación, se llevaron a cabo pruebas experimentales tanto con dos tipos de carbón (carbón bituminoso de Sudáfrica y carbón sub-bituminoso de Teruel, España), como con varios porcentajes de tres biomasas distintas: una biomasa herbácea, Cynara Cardunculus, un cultivo energético, Poplar sp., y una biomasa forestal, astillas de pino. A partir de todos los datos recopilados y de las muestras recogidas en estas pruebas se analizaron los depósitos y las emisiones y su evolución con la introducción de biomasa en la planta. Estos análisis se llevaron a cabo mediante distintas técnicas (SEM-EDS, XRF, ICP-OES), comparando tanto la morfología como la composición química de los distintos depósitos. La tesis se presenta como compendio de publicaciones que abarcan tanto el diseño y puesta a punto de la sonda de deposición, como los resultados experimentales de emisiones gaseosas y deposición de cenizas con los distintos tipos de biomasa.