Gas de Síntesis como Combustible para la Generación de Energía-Edición Ênica

Abstract

El presente trabajo analiza el proceso de gasificación acoplado a un ciclo combinado, con la finalidad de producir energía eléctrica, para lo cual se utilizan como combustibles el carbón, el coque de petróleo y los residuos sólidos municipales. El análisis matemático se realiza a través de la modelación de las ecuaciones químicas y termodinámicas que lo describen. Se resuelve el modelo haciendo variar los parámetros que describen el mecanismo de gasificación (presión, temperatura y los flujos de combustible, oxígeno y agua), y definiendo la concentración máxima de los gases de escape de la turbina de gas del ciclo combinado. Se maximiza la potencia producida encontrándose de esta forma la relación óptima entre los flujos de combustible, agua y oxígeno, que dan como resultado costos de energía eléctrica del orden de 0.044 $/kWh para el coque de petróleo, del 0.047 $/kWh para el carbón y 0.063 $/kWh para los residuos sólidos municipales clasificados. A través del costo de la energía se demuestra que la basura debe someterse a un proceso de clasificación previa a la gasificación a fin hacer el proceso rentable desde el punto de vista económico. Una vez obtenidos los valores óptimos de operación del ciclo de gasificación se analiza su comportamiento ante variaciones o perturbaciones, de lo cual se desprende que el vapor de agua posee gran influencia en la dinámica del sistema, y que el oxígeno produce grandes cambios en la concentración del gas de síntesis. Se muestran además otros resultados de interés ligados a los ciclos de cogeneración.