Escrito por Con una población en constante crecimiento que consume cada vez más, siempre estamos explorando nuevas formas de lidiar con nuestros desechos. De hecho, las tecnologías se están desarrollando con el objetivo no solo de eliminar los desechos, sino también de convertirlos en algo, o incluso usarlos como fuente de energía. Las empresas de eliminación de desechos en Melbourne siempre buscarán reciclar todo lo que haya tirado, pero incluso los desechos que terminan en los vertederos pueden tener algún uso mediante la creación de biocombustibles.
Estamos aprendiendo nuevas formas no solo de eliminar nuestros desechos, sino también de darles un buen uso. Este artículo explicará cómo funciona este proceso.
¿Qué es la biomasa?
La biomasa es esencialmente una fuente de combustible o energía que proviene de la quema de materia orgánica. El potencial aquí es que quemaríamos productos de desecho y crearíamos energía al hacerlo; deshacernos de lo que no queremos y convertirlo en algo útil mientras lo hacemos. Hemos comenzado a centrarnos más en la utilización de biomasa para generar energía en los últimos años. De hecho, es uno de los recursos de energía renovable más grandes del mundo actualmente disponibles.
¿De dónde viene la biomasa?
Los productos de desecho en cuestión varían bastante e incluyen la madera, que sigue siendo la fuente de biomasa más utilizada en la actualidad. Esencialmente, al quemar madera creamos energía que se puede utilizar para una amplia variedad de propósitos, incluidos calentar, cocinar, etc. La energía de este calor también se puede aprovechar y recolectar de varias maneras.
Sin embargo, existen fuentes de biomasa más sofisticadas que utilizamos y convertimos en energía. Además de producir calor directamente, podemos convertir la energía en otras formas de combustible. Es posible que haya escuchado historias sobre personas que construyeron autos que funcionan con aceite vegetal (http://bit.ly/2nVskry), por ejemplo. Este es el poder del biocombustible.
Somos capaces de convertir una gran cantidad de materia orgánica en biocombustible, incluida una amplia gama de plantas y cultivos e incluso los gases producidos por los vertederos. Los desechos de fabricación en la agricultura representan una gran proporción del biocombustible que producimos, particularmente a partir de trigo, cebada y alfalfa, por nombrar algunos que producen altos niveles de energía.
Diversas tecnologías de biomasa
Combustión Directa
Combustión directa implica la quema de residuos en calderas para producir vapor. Estos empujan las turbinas y el movimiento crea energía que se puede almacenar.
co-disparo
co-disparo implica la quema de una mezcla de carbón (que es un recurso finito) y biomasa juntos. Esta es una práctica común en las centrales eléctricas de todo el mundo y es bastante rentable dado que la biomasa se puede quemar con el uso de los equipos y la infraestructura existentes. También nos permite sacar más energía de la biomasa.
Gasificación
Gasificación nos permite poner biocombustible en forma de gas, que puede ser más eficiente y fácil de usar bajo ciertas condiciones. La idea aquí es calentar biomasa en un ambiente libre de oxígeno para producir un gas que pueda alimentar máquinas que crean energía por sí mismas. Pero, ¿por qué haríamos esto cuando solo podemos usar la combustión directa para crear energía? Bueno, el método del gas combustible es dos veces más eficiente y más respetuoso con el medio ambiente.
Gasificación estándar
Gasificación estándar se caracteriza como la transformación en caliente de materiales naturales a una temperatura de 540 °C a 1540 °C (1000 °F a 2800 °F), con un suministro limitado de aire u oxígeno (clima subestequiométrico). Esto no es ignición y, en consecuencia, no hay consumo. La gasificación utiliza una pequeña cantidad de aire/oxígeno que, en su mayor parte, se espera que queme un material dado y, en consecuencia, produce un gas de síntesis de Btu de bajo a medio. Si bien es más complejo que otros procedimientos, requiere marcos complejos, como hardware de limpieza de gas.
La base de datos mundial de gasificación de la Oficina de Energía de EE. UU. (DOE) demuestra que el límite de gasificación actual se ha desarrollado a 70,817 megavatios calientes (MWth) de producción de gas de síntesis en 144 plantas en funcionamiento con un total de 412 gasificadores. La base de datos también muestra que 11 plantas, con 17 gasificadores, están poco a poco en desarrollo, y otras 37 plantas, con 76 gasificadores, están en las etapas de preparación para estar plenamente operativas entre 2011 y 2016. La parte del león de estas plantas, 40 de 48, utilizarán carbón como materia prima. Si se reconoce este desarrollo, el límite total para 2016 será de 122.106 MWth de límite de gas de síntesis, de 192 plantas y 505 gasificadores. Esta base de información muestra que existen gasificadores que trabajan tanto con biomasa como con residuos. Las Figuras 6 y 7 son dos tipos esenciales de gasificadores, la Figura 6 es un gasificador de lecho fluidizado y una cámara de combustión de tostación y la Figura 7 es un gasificador de escoria de funcionamiento del molino.
Gasificación por arco de plasma
Gasificación por arco de plasma es el procedimiento que utiliza una luz de plasma o curva de plasma utilizando ánodos de carbono, cobre, tungsteno, hafnio o zirconio para iniciar la temperatura provocando la respuesta de gasificación. Las temperaturas de temperatura del plasma se extienden desde 4000 °F a 20 000 °F (2200 °C a 11 000 °C), lo que hace que el gas de síntesis sea muy apreciado y el calor sensible sea muy apreciado. La innovación se ha utilizado durante mucho tiempo para eliminar los despilfarros que podrían ser riesgosos. Los escombros ardientes posteriores son como un vidrio que ejemplifica las mezclas peligrosas.
La unidad principal de Plasma Arc comenzó a operar en 1985 en Anniston, Alabama. La unidad utilizó un marco de sistema de escape para mejorar la calidad del gas y el gasificador estaba destinado a demoler armas. El segundo marco comenzó a operar en 1995 en Japón seguido por el tercer marco en Burdeos, Francia, ambos diseñados para RSU. Hay otros marcos de trabajo en Suecia, Noruega, el Reino Unido, Canadá, Taiwán y los EE. UU., Japón ha incluido nueve más desde 1995. Estos son de tamaño pequeño, sin embargo, pueden ampliarse utilizando numerosas unidades. La Figura 8 y la Figura 9 muestran dos o tres marcos actuales disponibles y ambos se pueden utilizar para reducir el desperdicio y generar energía eléctrica limpia.
pirólisis
pirólisis es una pieza de marcos de gasificación. En este procedimiento, la ignición a mitad de camino ocurre a una temperatura de 842F-1112F, lo que provoca el desarrollo de un bioaceite fluido y también elementos vaporosos y fuertes.
El aceite de pirólisis se puede utilizar como combustible para generar energía, y el mantenimiento fuerte es un depósito similar al carbón conocido como asado. El bioaceite se puede quemar como el petróleo para producir energía, mientras que la quemadura se puede utilizar para calentar.
Absorción anaeróbica
Absorción anaeróbica convierte la materia prima de biomasa con un contenido generalmente alto de humedad en biogás. El procedimiento depende de tipos específicos de microbios para separar el material natural sin oxígeno y entregar biogás como desecho. La absorción anaeróbica es un método que ocurre normalmente y puede abordarse en relación con el material natural, por ejemplo, productos energéticos, depósitos y desperdicios de procesos mecánicos y agrarios y corrientes de desperdicios de la ciudad. Estos materiales, cuando están cubiertos, son procesados por microbios, generando biogás (gas de vertedero) rico en metano. Este gas se recolecta y se usa para calentar estructuras, hacer funcionar motores y producir energía.
Será interesante ver qué tecnologías futuras se pueden desarrollar para mejorar aún más este proceso. En la actualidad, los residuos domésticos aportan una cantidad muy pequeña de biomasa utilizable y la mayor parte de la biomasa que estamos convirtiendo en energía proviene de los sectores comercial e industrial. Sin embargo, las cosas están mejorando y cada vez somos más expertos en aprovechar al máximo nuestros residuos.
Biografía del autor: David Nicoll es un escritor independiente y un bloguero independiente que escribe sobre energías renovables, vida sostenible y gestión de residuos como Metro Bin Hire.
