Propiedades químicas de la Biomasa Las propiedades químicas de los combustibles permiten seleccionar la tecnología adecuada en función de las características del combustible, como el contenido de nitrógeno, azufre, oxígeno, cenizas, volátiles, metales (cenizas) Contenido de nitrógeno Nitrógeno no aporta energía en la combustión, pero si su presencia es considerable y la temperatura del proceso elevada, se forma NOx de origen térmico (Mielnicki y col., 2005) por lo que es necesario un tratamiento rígido en su aplicación (Romero, 2007), 2007), por otro lado, el contenido contenido de nitrógeno nitrógeno indica que se pueden obtener subproductos de aplicación fertilizante. Contenido de azufre El contenido de azufre es importante determinar en la biomasa dado que su presencia puede dar lugar a las escorias perjudiciales y formar óxidos muy contaminantes. (Fernández, 2003). Según Abrego (2010) la presencia de este compuesto en biomasa de cacao es muy baja en el orden del 0,4 % en peso. Contenido de oxígeno La presencia de oxígeno en la biomasa reduce la cantidad de aire necesario (Abrego, 2010) para la combustión, pero reduce el poder calorífico del material combustible. (Castells, 2000; 2012). Contenido de cenizas La ceniza es la materia sólida no combustible de un material, el poder calorífico se reduce con su incremento, además, se depositan en las tuberías de las calderas e intercambiadores dificultando la transmisión de calor, para eliminarlas es necesario tecnologías costosas. (Castells y col., 2005), el alto contenido de cenizas indican sub-productos potenciales potenciales como fertilizantes (Solla y col., 2004). Contenido de volátiles El contenido de volátiles indica la cantidad de compuestos gaseosos lo cual favorece la combustión (Abrego, 2010), es un indicador de la longitud de la llama en el caso que se trate de incinerar la biomasa. Contenido de metales La biomasa contiene bajos niveles de metales traza, el contenido en metales alcalinos y cloro, puede afectar notablemente los equipos. La composición de cenizas de biomasa está dominada por SiO 2 y CaO, y en menor medida por óxidos de Mg, Al, K y P. (Melissari, 2012). PODER CALORIFICO La importancia de encontrar los resultados del análisis elemental radica en que a partir de los valores de C, H, N y Humedad y Cenizas, es posible determinar los balances de masa y una buena aproximación de poder calorífico superior e inferior. Para ello se pueden utilizar las siguientes formulas: La fórmula Mendeliev para el cálculo cálculo del valor calorífico neto o poder calorífico inferior en kJ / kg a partir de los datos de la composición elemental del combustible es la siguiente: t
PCI PCI
339C t 1030 H t - 109(Ot - St ) - 24W t
Las unidades vienen dadas por KJ/kg O las formulas sugeridas por Van Loo y Koppejan (2008) tanto para PCS como para PCI: PCS=0,349 C+ 1,1783 H + 1,005 S- 0,0151 N- 0,1034 O – 0,021 A (MJ/kg), base seca PCI= PCS ( 1-W/100)- 2,444 W/100 – 2,444 (H/100)*8,936 (H/100)*8,936 (1-W/100) (MJ/Kg), base húmeda Donde C, H, N, S y O representan porcentaje (en masa). W se refiere al contenido de humedad de la muestra y A contenido de cenizas cenizas
Dadas las ecuaciones encuentre los poderes caloríficos de las siguientes biomasas: superior e inferior y compárelos con los resultados obtenidos en la bomba calorimética según la última tabla. Realice los cálculos con las formulas que se encuentran en los documentos de la plataforma, para realizar las respectivas comparaciones. De la misma manera evalue la biomasa según los conceptos indicados en la parte superior, los pro y los contra de utilizar este tipo de biomasa.
Material
C(%)
H(%)
O(%)
N(%)
S(%)
CZ(%)
U(%)
Paja de caña
41,58
5,8
30,92
0,45
0,08
11,7
9,92
Cáscara de naranja
44,7
5,96
36,38
1,18
0,07
4,79
8,1
Resíduos de tabaco
37,24
5,37
34,26
2,58
0,22
19,19
3,72
Tabla 6. Valor calorífico de algunos biomasa
Material
PCI (MJ/kg)
PCS (MJ/kg)
Palha de calha
16,51
17,74
Bagaço de laranja
15,49
16,75
Resíduos de fumo de tabaco
13,42
14,56
