Desarrollo de un modelo de gasificación en equilibrio químico para evaluar el potencial energético del cuesco en plantas extractoras de aceite de palma en Colombia

Introducción− En las industrias de extracción de aceite de palma, por cada 10 ton de racimos de fruto fresco (RFF) procesados, se producen cerca de 3700 kg de residuos con Poder Calorífico Inferior (PCI) de alrededor de 18 MJ/kg. Estos residuos, compuestos principalmente por racimos de frutos vacíos, fibra y cuesco podrían ser utilizados para generación de electricidad o vapor supliendo de manera parcial o total la demanda de energía de las empresas del sector. De estos residuos, el que mejor se adapta para generación de electricidad a partir de biomasa, en rangos menores a 2MW, es el cuesco, el cual puede ser utilizado en sistemas de gasificación de lecho fijo acoplados a motor generador. Objetivo− Evaluar el potencial energético del cuesco de palma de aceite para la generación de electricidad utilizando gasificación en lecho fijo acoplada a motor generador. Metodología− Se desarrolló un modelo de gasificación en equilibrio químico que permite estimar la composición de gases y, por tanto, el potencial energético de los residuos de cuesco de palma. Resultados- El modelo permite analizar variaciones en el proceso debidas a cambios en agente gasificante (AG), composición y contenido de humedad de la biomasa. Los resultados son validados utilizando información reportada en la literatura. El modelo es utilizado para analizar el potencial energético de los residuos de una planta extractora típica de 10000 ton RFF/mes. Conclusiones− Se estima que por cada 22 kg/h de cuesco se producen aproximadamente 70 kg/h de gas con composición promedio de 12,5 % H2, 21,8 % CO, 9,5 % CO2, 56 % N2 y trazas de CH4 c on p oder c alorífico i nferior ( PCI) c ercano a 4 ,1 M J/Nm3. Lo anterior, cuando el proceso opera con una relación de equivalencia (ER) de 0,33 y humedad de biomasa de 15 % w.t. Así, utilizando el gas como combustible para un conjunto motorgenerador, la demanda eléctrica de una planta extractora de aceite puede ser suplida en su totalidad, empleando menos del 85 % del cuesco resultante del proceso.Introduction− In palm oil extraction plants, for every 10 tons of fresh fruit bunches (FFB) that are processed, an esti-mate of 3700 kg of waste are produced. This waste, consist-ing of empty fruit bunches, fibers, and kernels, mainly, has a lower heating value (LHV) of about 18 MJ/kg. This waste can be considered a by-product as it is possible to be used for steam generation or electricity production to completely or partially cover the energy demand of oil palm processing plants. Among these, kernels are the best option for biomass power genera-tion in fixed-bed gasifiers coupled to motor or generator sets for power below 2 MWObjective−Evaluate energy potential of oil palm kernel for power generation in typical oil palm extraction plants trough fixed bed gasification coupled to motor/generator sets.Methodology−A chemical equilibrium model was developed to estimate gas composition and, therefore, energy potential of palm kernel biomass from extractive industries. This tool enables analyzing process variations caused by changes in the gasifying agent, composition and moisture content of biomass. The model was used to analyze kernel energy po-tential from a typical plant that processes 10000 ton of fresh fruit bunches per month. Model results were validated using data from literature. The model is used to analyze the en-ergy potential of waste from a typical 10000 ton RFF/month extractor plant.Conclusions−It is estimated that for every 22 kg/h of oil palm kernel, approximately 70 kg/h of gas are produced with an average composition of 12.5 % H2, 21.8 % CO, 9.5 % CO2, 56 % N2 and traces of CH4, with a low heat value (LHV) close to 4.1 MJ/Nm3. According to the results, the total electricity demand of a typical plant can be supplied using a gasification-based system feed with ~85 % of the kernel from the extrac-tion process

Modelo de gestión urbana sostenible

Este libro tiene como propósito brindar al lector un compendio de opiniones y puntos de vista generados por expertos desde diferentes áreas del conocimiento, que le permitan tener una visión global de los elementos que se deben considerar cuando se busca entender y generar soluciones a problemas que emergen de sistemas urbanos. Vale mencionar que lo presentado aquí no contiene todos los puntos de vista y opiniones posibles, y que en muchos casos es factible aportar desde algún tópico no incluido aquí. Este libro está dirigido a todas aquellas personas que tengan algún interés en el análisis de problemas urbanos, así como a un público más amplio que pueda encontrar aquí ideas y opiniones que le permitan formarse las suyas propias sobre estos asuntos

Transformar para educar 5: ambientes de aprendizaje naturalmente críticos

Este quinto libro de la colección "Transformar para Educar''.-producto de las investigaciones de aula adelantadas por docentes de la Universidad del Norte, con el apoyo del Centro para la Excelencia Docente (CEDU), en el marco del programa Transformación de curso-, busca difundir innovaciones en la práctica pedagógica, con el fin de mejorar las experiencias educativas de los estudiantes con base en la implementación de ambientes de aprendizaje naturalmente críticos. Son críticos porque los estudiantes razonan con sus propios argumentos y naturales porque se da de manera espontánea. Contiene nueve capítulos que recopilan las experiencias realizadas por los docentes del área de introducción a la Ingeniería. Confiamos en que los hallazgos que aquí se presentan sean de interés para los lectores y puedan ser compartidos de manera amplia entre distintos públicos

Producción sostenible de biocombustibles

Gracias a la alianza que establece con la Universidad del Norte, particularmente con el Grupo de Investigación en Uso Racional de la Energía y Preservación del Medio Ambiente (UREMA), Oleoflores implementa un sistema que le permite optimizar el uso de la biomasa para producir energía, vapor y frío. Con el nuevo sistema la empresa logra, entre otros beneficios: generar energía propia con turbina de vapor; reemplazar las calderas de vapor por unas de mayor eficiencia energética y ambiental; sustituir el combustible de origen fósil en las calderas por el biogás proveniente de los efluentes del procesamiento del fruto de palma.La empresa Oleoflores aprovecha los residuos agroindustriales resultados de sus procesos de producción de aceite de palma para generar energía propia. Esto es el resultado de un proyecto de innovación tecnológica que la empresa desarrolló con la Universidad del Norte.Oloeflores y Colciencias

Thermodynamic Analysis of Self-Ignition in Spark-Ignited Engines Operated with Alternative Gaseous Fuels

At present there are detailed studies of the phenomenon of auto-ignition in liquid fuels and even for natural gas, but studies to syngas is very limited, and existing are focused primarily on combustion kinetics, and do not study phenomenon of knocking before ignition point. This paper presents the development of a thermodynamic model to study the phenomenon of auto-ignition in gaseous alternative fuels during the compression stroke in the spark ignition internal combustion engine. The model takes into account the fuel composition, process parameters and the variation thereof with the pressure and temperature. For this, a formulation is used from the viewpoint of equilibrium thermodynamics, allowing easily estimate the engine operating condition. The results allow us to provide applications in heat engines, generating power with syngas as fuel, where a low number of methane is handled, but with adequate compression ratios can get a good efficiency, compared with natural gas.

Theoretical Model for the Power Recovery Optimization in Natural Gas Distribution Networks: Colombian Case

LNG production used in passenger transport systems obtained trough natural gas expansion in city networks is a novel process and it has been demonstrated its small energy consumption. This process has made in two stages: first one consist of a pressure reduction and the second one in a cryogenic liquefaction. This paper is focused in the first stage and in a second paper the author will present the simulation result of LNG production optimization for urban transportation systems. This research has been supported by Colombian Science and Technology National Agency (Colciencias, in Spanish) and the company Terpel. As before mention, in natural gas distribution networks, this fuel is transported at high pressures through long length pipelines between the source and final consumers. In every place of consumption or at passing into a lower pressure pipeline the gas pressure must be reduced. Commonly, high pressure is achieved by using a number of compressors, each one attached to a natural gas combustion turbine, consuming energy, and gas pressure reduction is accomplished in mechanical letdown-valves, where an isenthalpic expansion takes place without any energy production. A few amount of the energy consumed could be recovered taking advantage of the enthalpy drop in delivery sites or in pressure reduction stations by th