Evaluación del bagazo de Lippia origanoides como combustible para sistemas de combustión de baja potencia
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Date
2023-03-06
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
La combustión es el proceso más utilizado para generar energía a partir de la biomasa, pese a que es un proceso muy antiguo todavía hay retos por superar en materia de eficiencia y falta de conocimiento de las propiedades de potenciales combustibles. En el presente trabajo se reporta la caracterización del bagazo de Lippia origanoides, proveniente del proceso de extracción de aceites esenciales, y el desarrollo de un modelo CFD bidimensional para el estudio de su desempeño en la combustión. El trabajo inicia con una completa revisión del estado del arte sobre el modelado de la combustión de biomasa sólida, continúa con la determinación de las propiedades de la biomasa mencionada y finaliza con la descripción, validación y aplicación del modelo CFD de combustión. Se estudiaron tres tipos muestras de la biomasa: tallos, hojas y mezcla de hojas y tallos; a las cuales se les determinaron sus composiciones elemental y próxima, densidad, poder calorífico y curvas termogravimétricas en atmósferas inerte y oxidante. A partir de los análisis termogravimétricos se determinaron indicadores del desempeño de la combustión y se realizó un estudio cinético de la descomposición térmica y oxidación por medio de los modelos de Friedman, Kissinger y reacciones paralelas independientes. El modelo CFD de la combustión fue implementado en OpenFOAM, validado con datos experimentales tomados en dos tipos de quemadores alimentados con tres tipos de biomasa y posteriormente utilizado para estudiar el proceso con bagazo de Lippia origanoides como combustible. Tanto los modelos cinéticos como el de combustión global lograron resultados acordes con las mediciones experimentales, con desviaciones inferiores al 5% y 13% respectivamente, salvo contadas excepciones. Se encontró que las muestras de tallos presentan propiedades y desempeño similares a otras biomasas utilizadas como combustibles sólidos, mientras que la presencia de hojas causa una disminución en la eficiencia del proceso.
Description
Keywords
Combustión, Biomasa residual, Cinética, Dinámica de fluidos computacional, OpenFOAM