Caracterización del potencial térmico RSU, para la generación de energía eléctrica, utilizando carbonización hidrotérmica

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Publicado: Jan 24, 2023
Actualizado: 2023-01-24
Versiones:
2023-01-24 (3)
DOI: https://doi.org/10.17163/ings.n29.2023.05
Palabras clave:
residuos, sólidos, poder calorífico, carbonización, licuefacción, generación

Contenido principal del artículo

Anibal Salazar
https://orcid.org/0000-0003-4412-8789

Resumen

El cenit del petróleo y el efecto invernadero son las razones que justifican la necesidad de utilizar energías renovables no convencionales (ERNC). Los residuos sólidos urbanos constituyen una de esas fuentes, por lo que la determinación de las principales características, incluido el poder calorífico, fue el primer objetivo de la presente investigación, así como la utilización de los modernos procedimientos de carbonización hidrotermal (CHT) y licuefacción hidrotermal (LHT), para la generación de energía y potencia eléctrica. Se trabajó con los datos de muestreo de los residuos sólidos urbanos del área de Chiclayo metropolitano. Se empleó una bomba calorimétrica para la medición del poder calorífico y la simulación numérica del potencial de generación eléctrica. Además, se obtuvo como resultado el cumplimiento del objetivo principal, y el hecho de que es posible obtener energía y potencia firme, que ayude a evitar las emisiones de gases efecto invernadero, contribuyendo a los compromisos firmados con tal efecto y a seguir el camino a una nueva matriz energética sostenible; a la vez se da una posible solución al problema del manejo de residuos sólidos urbanos, principal problema ambiental de la ciudad de Chiclayo, Perú.

Detalles del artículo

Número
Núm. 29 (2023): enero-junio
Sección
Eficiencia energética
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Referencias

G. Garrote, H. Domínguez, and J. C. Parajó, “Hydrothermal processing of lignocellulosic materials,” Holz als Roh- und Werkstoff, vol. 57, no. 3, pp. 191–202, 1999. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s001070050039

BBC. (2018) Los 10 países que más y menos basura generan en América Latina (y cómo se sitúan a nivel mundial). [Online]. Available: https://bbc.in/2NyglZo

M. J. Antal and M. Gronli, “The art, science, and technology of charcoal production,” Industrial & Engineering Chemistry Research, vol. 42, no. 8, pp. 1619–1640, 2003. [Online]. Available: https://doi.org/10.1021/ie0207919

Y. Pastor Férez, M. M. Martinez Segado, and R. Valdez Illán, Construcción de una planta de producción de biochar. Departamento de Ingeniería de Alimentos y del Equipamiento Agrícola, Área de Ingeniería Agroforestal. Universidad Politécnica de Cartagena, 2019.

WBA, Global Bioenergy Statistics 2019. World Bioenergy Association, 2019. [Online]. Available: https://bit.ly/3VnXILC

F. Bedussi, “Valutazione delle potenzialitá del biochar come componente dei substrati di coltivazione,” Ph.D. dissertation, 2015. [Online]. Available: https://bit.ly/3irUnwk

D. Mohan, C. U. J. Pittman, and P. H. Steele, “Pyrolysis of wood/biomass for bio oil: A critical review,” Energy & Fuels, vol. 20, no. 3, pp. 848–889, 2006. [Online]. Available: https://doi.org/10.1021/ef0502397

A. Brown, Bioenergy roadmap 2017. Agencia Internacional de la Energía, 2018. [Online]. Available: https://bit.ly/3FePrUu

M. C. Cueva Díaz, J. L. Rosaldo Santiago, and J. López Luna, “Evaluación de la toxicidad de los suelos mediante bioensayos con semillas,” INECC, pp. 87–105, 2018. [Online]. Available: https://bit.ly/3gLD9K7

Y. Matsumura, “Chapter 9 - hydrothermal gasification of biomass,” in Recent Advances in Thermo-Chemical Conversion of Biomass. Elsevier, pp. 251–267. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/B978-0-444-63289-0.00009-0

L. Yang, C. Lu, Y. Gao, Y. Lin, J. Xu, H. Xu, X. Zhang, M. Wang, Y. Zhao, C. Yu, and Y. Si, “Hydrogen-rich gas production from the gasification of biomass and hydrothermal carbonization (HTC) aqueous phase.” [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s13399-020-01197-9

E. P. Stambaugh, “Hydrothermal processing – an emerging technology,” Materials & Design, vol. 10, no. 4, pp. 175–185, 1989. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/S0261-3069(89)80003-2

D. Shoemaker, Bomba calorimétrica de mediciones. Wiley, 1996.

J. Rodríguez, Caracterización de los residuos sólidos de la ciudad de Chiclayo. Limusa, 2010.

N. Baccile, M. Antonietti, and M.-M. Titirici, “One-step hydrothermal synthesis of nitrogen doped nanocarbons: Albumine directing the carbonization of glucose,” ChemSusChem, vol. 3, no. 2, pp. 246–253, 2010. [Online]. Available: https://doi.org/10.1002/cssc.200900124

T. Wang, Y. Zhai, Y. Zhu, C. Li, and G. Zeng, “A review of the hydrothermal carbonization of biomass waste for hydrochar formation: Process conditions, fundamentals, and physicochemical properties,” Renewable and Sustainable Energy Reviews, vol. 90, pp. 223–247, 2018. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.rser.2018.03.071

C. W. Garland, J. W. Nibler, and D. P. Shoemaker, Experiments in Physical Chemistry. McGraw-Hill Higher Education, 2016. [Online]. Available: https://bit.ly/3irVOen

C. Peng, Y. Zhai, Y. Zhu, B. Xu, T. Wang, C. Li, and G. Zeng, “Production of char from sewage sludge employing hydrothermal carbonization: Char properties, combustion behavior and thermal characteristics,” Fuel, vol. 176, pp. 110–118, 2016. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.fuel.2016.02.068

R. Conti, “Sintesi e caratterizzazione di carboni ottenuti dalla pirolisis di biomasse,” 2012. [Online]. Available: https://bit.ly/3GWKJMD

J. V. dos Santos, L. G. Fregolente, M. J. Laranja, A. B. Moreira, O. P. Ferreira, and M. C. Bisinoti, “Hydrothermal carbonization of sugarcane industry by-products and process water reuse: structural, morphological, and fuel properties of hydrochars,” Biomass Conversion and Biorefinery, vol. 12, no. 1, pp. 153–161, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s13399-021-01476-z

S. Mazumder, P. Saha, K. McGaughy, A. Saba, and M. T. Reza, “Technoeconomic analysis of co-hydrothermal carbonization of coal waste and food waste,” Biomass Conversion and Biorefinery, vol. 12, no. 1, pp. 39–49, 2022. [Online]. Available: https://doi.org/10.1007/s13399-020-00817-8

Z. Liu and R. Balasubramanian, “Hydrothermal carbonization of waste biomass for energy generation,” Procedia Environmental Sciences, vol. 16, pp. 159–166, 2012. [Online]. Available: https://doi.org/10.1016/j.proenv.2012.10.022

E. Trujillo, C. E. Valencia A., M. C. Alegría-A, Alejandrina, and M. F. Césare-C., “Producción y caracterización química de biochar a partir de residuos orgánicos avícolas,” Revista de la Sociedad Química del Perú, vol. 85, pp. 489–504, 2019. [Online]. Available: http://dx.doi.org/10.37761/rsqp.v85i4.262