Sin t

1
EL CICLO COMBINADO SU POSIBLE UTILIZACION EN
LA INDUSTRIA DE LA CAÑA DE AZUCAR
2
EN QUE CONSISTE SU EVENTUAL APLICACION EN LA
INDUSTRIA DE LA CAÑA DE AZUCAR ? PORQUE SU
UTILIZACION ? DIFERENTES ENFOQUES APORTES Y
DIFICULTADES
3
COMBUSTIBLE
Gases
Al secado
Aire
A la chim.
Comb. Limp.
EE
Gases
Turbina de gas
Compresor
Vapor de baja
EE
Turbina de vapor
Caldera de recuperación
Ciclo Combinado
4
(No Transcript)
5
CICLO BRAYTON (IDEAL)
Wcomp h1 - h2
1-2
Q?mCpdelta T
Temp.
2-3
3
3-4
Wexp h3 - h4
Wexp
isobara
Q2-3
4
2
Wcomp
Q4-1
Q1-2 0
isobara
1
Entropía
6
CICLO BRAYTON (REAL)
Wcomp h1 - h2
1-2
Q?mCpdelta T
Temp.
2-3
3
3
3-4
Wexp h3 - h4
Wexp
isobara
Q2-3
4
2
2
Wcomp
4
Q4-1
Q 0
isobara
1
Entropía
7
DONDE RADICA LA DIFERENCIA POSITIVA DE ENTREGA
DE ENERGIA?
SEGUN CARNOT, EL TRABAJO (ENERGIA) MAXIMO QUE SE
PUEDE OBTENER DE FORMA CICLICA, IDEAL, DE UNA
CANTIDAD DE CALOR Q A UNA TEMPERATURA T VIENE
DADO POR W
Q((T-T0)/T ) DONDE T0, ES LA TEMPERATURA
DEL FOCO FRIO AL QUE SE RECHAZA
INEVITABLEMNETE UNA CANTIDAD DE CALOR IGUAL A
Q (T0)/T

8
EL VALOR MAXIMO (IDEAL) DE (T - T0/T), LA
EFICIENCIA DE LA MAQUINA, ? 1-T0/T
AUMENTA, CUANDO T AUMENTA
EL VALOR MAXIMO DE LA EFICIENCIA DEL
CICLO RANKINE CON BAGAZO, CONDENSANDO A 70 0C,
TEMPERATURA DEL HORNO 1100 0C, Y DEL VAPOR, 520
0C (UN CASO EXTREMO), ES ? (1 -
(70273)/(520273))100 56.7
9
PARA EL CICLO COMBINADO, CON 1100 0C A LA
ENTRADA DE LA TURBINA DE GAS, 550 0C A
SU SALIDA, 20 DE PERDIDAS DE CALOR EN LA
CALDERA DE RECUPERACION, GENERANDO VAPOR A 400
0C, Y 70 0 C EN EL VAPOR CONDENSANTE. LA ENERGIA
MECANICA MAXIMA POSIBLE ES
Q(1- T550/ T1100) Ef
calderaQ(T550/T1100)(1-(T70/T400))
? (1- T550/ T1100) Ef caldera(T550/T1100)(
1-(T70/T400))
10
(1-
(550273)/(1100273)) (80/100)((550273)/
(1100273))(1-(70273)/(400273))
0.40 0.23 0.63
?
63.0 ES DECIR, EN CUALQUIER CASO, LA EFICIENCIA
DEL CICLO COMBINADO VA A ESTAR POR LO MENOS 10
POR ENCIMA DEL CICLO RANKINE. EN LA
PRACTICA, LAS DIFERENCIAS SON MUCHO MAYORES, EL
CICLO BRAYTON NO TIENE LAS PERDIDAS DE
DISPONIBILIDAD DE CONVER- SION DE ENERGIA
TERMICA EN MECANICA DEL RANKINE.
11
UNA PLANTA ELECTRICA MUY BUENA, DE
RELATIVA- MENTE ALTA CAPACIDAD (300 MW), SEGUN
EL CICLO RANKINE, PUEDE QUEMAR 220 GRAMOS
DE PETROLEO COMBUSTIBLE POR KW-H, LO QUE
EQUIVALE A 2156 KCAL POR KW-H, QUE ES IGUAL
A 8553 BTU POR KW-H, O A 9.6MJ POR KW-H, QUE
CORRESPONDE A UNA EFICIENCIA DEL 40 , . TODOS
LOS INDICADORES, CUANDO PROCEDE, SOBRE LA BASE
DEL VALOR CALORICO BAJO. EN GAS TURBINE WORLD
2000-2001 HANDBOOK, SE REPORTAN TURBINAS DE GAS,
CICLO BRAYTON, NO CICLO COMBINADO, CON
INDICADORES SIMILARES, EN UNIDADES, INCLUSIVE
BASTANTE MAS PEQUEÑAS, DEL ORDEN DE 20 A 40 MW.
12
COMBUSTIBLES ? GAS NATURAL
GAS DE PRODUCTOS RESIDUALES DE
REFINACION DE PETROLEO
LIQUIDOS KEROSENE Y OTROS CARBON
PULVERIZADO, O GASIFICADO BIOMASA
GASIFICADA TRATADA
MECANICAMENTE
TRATADA MECANICA
QUIMICAMENTE.
13
GASIFICACION
GASIFICACION CONVERSION DE UN COMBUSTIBLE
SOLIDO O LIQUIDO EN UN COMBUSTIBLE
GASEOSO DE PRIMERA IMPORTANCIA EN LA UTILIZACION
DE LA BIOMASA COMO COMBUSTIBLE, AUNQUE NO ES
OBLI-- GADA SU INCORPORACION. FUNDAMENTALMENTE,
HAY DOS TIPOS, LA DE COM-- BUSTION DIRECTA POR
AIRE Y LA DE COMBUSTION INDIRECTA POR
CALENTAMIENTO CON UN SOLIDO EN LECHO
FLUIDIZADO. ESTA ULTIMA, GENERANDO UNA MEZCLA
GASEOSA CON MAYOR VALOR CALORICO.
14
ELEMENTOS IMPORTANTES EN LA GASIFICACION,
DESDE PUNTOS DE VISTA DE LA BIOMASA SON --
MORFOLOGIA Y GRANULOMETRIA DE LA
BIOMASA --COMPORTAMIENTO MECANICO EN SU
MANIPULACION -- SU HUMEDAD -- CONTENIDO DE
CENIZAS -- COMPOSICION DE ESTAS, TANTO EN EL
TEJIDO VEGETAL COMO DESPUES
DE LA GASIFICACION -- COMPOSICION DEL GAS
FORMADO -- SU VALOR CALORICO
15
DOCUMENTO DEL DPTO DE ENRGIA DEL GOBIERNO DE
EE UU
(Accesible en INTERNET) DOE / GO -- 100096 --
349 NREL / FS 22315 AGOSTO DEL 97, REVISADO EN
ENERO DEL 2000 GASIFICACION POR CALENTAMIENTO
(COMBUSTION) DIRECTA CON
AIRE
RENUGAS EN PROCESO DE DEMOSTRACION EN HAWAII
DESARROLLADO POR INSTITUTE OF GAS
TECHNOLOGY CON LA
PARTICIPACION DE WESTINGHOUSE, HAWAII
COMERCIAL SUGAR CORPORATION, EL ESTADO DE
HAWAII, Y OTROS. SE PROBO CON
BAGAZO EN LA ISLA DE MAUI EN
1996 A UNA RAZON DE 50 TON POR DIA,
TRABAJANDO A UNA PRESION DE 150 LB / PULG
CUADRADA. SE DESARROLLARON DOS
VARIANTES, LA DE HAWAII Y LA
DE FINLANDIA (TAMPELLA), ORIGINALMENTE DISE--
ÑADA PARA CARBON. ES DE LECHO
FLUIDIZADO.
16


GASIFICACION POR
CALENTAMIENTO (COMBUSTION)
INDIRECTA. BATELLE / COLUMBUS
EN PROCESO DE DEMOSTRACION EN
McNEIL POWER STATION, BURLINGTON, VERMONT



17
(No Transcript)
18
(No Transcript)
19
(No Transcript)
20
(No Transcript)
21
(No Transcript)
22
ASPECTOS ECONOMICOS INVOLUCRADOS
EN EL TRABAJO BIOMASS GASIFICATION
COMMERCIALIZATION AND DEVELOPMENT, DE RICHARD L.
BAIN, KEVIN C. CRAIG, Y RALPH P. OVEREND, DEL
NREL DEL DOE, LOS AUTORES CONSIDE-- RAN LOS
COSTOS DE INVERSION EN GASIFICACION, SIMILARES
A LOS DEL RESTO DEL CICLO, ESTO ES, ENTRE US 600
Y 800 POR KW DE POTENCIA INSTALADA. PARA UNA
PRIMERA PLANTA US 650 POR KW, Y PARA LA N
PLANTA , US 450 POR KW INSTALADO. EN EL PROPIO
TRABAJO SE DA COMO COSTO DEL MW-H US43, DE LOS
CUALES, 10.7 SE LO ASIGNAN AL COMBUSTIBLE.
23
(No Transcript)
24
(No Transcript)
25
COMBUSTIBLES ? GAS NATURAL
GAS DE PRODUCTOS RESIDUALES DE
REFINACION DE PETROLEO
LIQUIDOS KEROSENE Y OTROS CARBON
PULVERIZADO, O GASIFICADO BIOMASA
GASIFICADA TRATADA
MECANICAMENTE
TRATADA MECANICA
QUIMICAMENTE.
26
BIOTEN INC, DE 10330 TECHNOLOGY DRIVE , KNOXVILLE
TENNESEE, EEUU, REPORTA LA OPERACION DE UNA
INSTA-- LACION QUE TRABAJA CON RESIDUOS DE
MADERA SIN GASIFICACION, SOLAMENTE CON
ACONDICIONAMIENTO MECANICO Y SECADO
(SAWDUST). LA TURBINA DE GAS, QUE MUEVE UN
GENERADOR DE 6.0 MW, FUE ADAPTADA DIRECTAMENTE
POR ESTA EMPRESA, LA CAMARA DE COMBUSTION ES
EXTERNA, Y LOS GASES SON LIMPIADOS SOLAMENTE CON
UN SEPARADOR CICLON DEL CUAL SALEN LOS GASES A
LA TURBINA.
27
COMBUSTIBLES ? GAS NATURAL
GAS DE PRODUCTOS RESIDUALES DE
REFINACION DE PETROLEO
LIQUIDOS KEROSENE Y OTROS CARBON
PULVERIZADO, O GASIFICADO BIOMASA
GASIFICADA TRATADA
MECANICAMENTE
TRATADA MECANICA
QUIMICAMENTE.
28
EN LA REUNION ANUAL DE LA AGENCIA INTERNACIONAL
DE ENERGIA. TAREA No. 17 (1999) SE REPORTO UN
TRABAJO SOBRE LA UTILIZACION DE BIOMASA TRATADA
MECANICA QUIMICA-- MENTE MODIFICANDO SU
POROSIDAD DE TAL FORMA QUE LA VELOCIDAD DE
COMBUSTION AUMENTA HASTA 10 VECES, QUE-- MANDOSE
COMO UN GAS CON LA CONSIGUIENTE DISMINUCION DEL
VOLUMEN DE LA CAMARA DE COMBUSTION ASI COMO
CON LA POSIBILIDAD DE UTILIZAR BAJOS EXCESOS DE
AIRE SOBRE EL TEORICO REQUERIDO, SOLO CINCO AL
DIEZ PORCIENTO.
29
Combustion de bagazo tratado
30
CICLO BRAYTON (REAL)
Wcomp h1 - h2
1-2
Q?mCpdelta T
Temp.
2-3
3
3
3-4
Wexp h3 - h4
Wexp
isobara
Q2-3
4
2
2
Wcomp
4
Q4-1
Q 0
isobara
1
Entropía
31
Diagrama de Flujo de Información en el Cálculo
de la Turbina de Gas
32
Composición Elemental del Bagazo
Base libre de

cenizas Carbono . . . . . . . . . . . 47.0
48.2 Hidrógeno . . . . . . . . . . 6.5
6.7 Oxígeno . . . . . . . . . . . . 44.0
45.1 Cenizas . . . . . . . . . . . .
2.5 - -
100.0 100.0
33
Combustión de Bagazo Fórmula empírica del bagazo
C 48.2/12 H 6.7/1 O45.1/16 o
C4.02 H 6.7 O 2.82
Reacción de Combustión base de cálculo ?
PME (empírico) del Bagazo 48.26.745.1 100
(?/100)?C4.02H6.7O2.82? bagazo
(1.0?/100)(?/100)( 4.022 (6.7/2 ) -
2.82)(1/2)?O2? moles de oxigeno que
vienen en el aire
34
(79/21)(1.0?/100)(?/100)( 4.022 (6.7/2)
- 2.82)(1/2)? N2? moles nitrogeno que vienen con
el oxigeno del aire
(?)(hum/100)/18)?H2O? moles de agua como
humedad en el combustible

calor liberado
4.02(?/100) CO2 ?((6.7/2)(?/100)H2O(BC)(mo
ist/100)/18)?H2O?
(?/100)(?/100)( 4.022 (6.7/2) -
2.82)(1/2)?O2?
(79/21)(1.0?/100)(?/100)( 4.022 (6.7/2)
- 2.82)(1/2)? N2?
35

• C4.02H6.7O2.82 (4.285 O2 16.12 N2)
  (1?/100)
• 4.02CO2 3.35H2O 4.285(?/100)O2
• 
  16.12(1?/100)N2
• o de otra forma
• C4.02H6.7O2.82 20.4 (1?/100) Aire
  
• Bagazo
• 4.02CO2 3.35H2O 4.2 85(?/100)O2
  
• 
  16.12(1?/100)N2

36
BASE DE CALCULO 1000 KG DE BAGAZO TRATADO, CON
15 DE HUMEDAD Y CERO CENIZAS
SEGUN CALCULOS EN HOJA EXCEL, SE OBTIENE, ENTRE
OTROS RESULTADOS mol
CP prom 200/800 Kcal/mol-Kg-0 K CO2
7.88 11.83 O2
10.92 7.89 N2
72.70 7.48 H2O 8.49
9.17 PROMEDIO
8.01
PMP MOL-KG
TOTALES DE GASES 433.47 28.85 MOL-KG TOTALES
DE AIRE 398.91 28.84
37
Cálculos de la Estequiometría, Termofísica y
Termoquímica de la Combustión
38
COMPRESION DEL AIRE, ETAPA 1-2
PARA UN PROCESO ISENTROPICO
1)
2)
3)
4)
AIRE
IGUALANDO LAS EXPRESIONES 2 Y 3, SUSTITU- YENDO
Cp, REUBICANDO T, INTEGRANDO, RES- PETANDO
UNIDADES (J), E INTRODUCIENDO EFICIENCIA DEL
COMPRESOR ?.
39
J equivalente mecánico del BTU 778.26
pie-lbfuerza / BTU R 1544 pie-lbfuerza / mol-lb
- 0 R
p2 90 lb / pulg 2 abs p1 atm., 14.696 lb/pulg2
abs. p2 / p1 razón de compresión del compresor
6.12 ? delta H ideal / delta H real
0.85 T1 temperatura admisión del aire 24 0
C T2 temperatura de salida del aire 938 0 R
521 K
248 0 C Trabajo de compresión
2913 BTU/ mol-lb
1618 Kcal / mol-kg
1.8818 Kw-h/mol-Kg
40
Trbajo de Compresión del Aire
41
CALENTAMIENTO ISOBARICO
BALANCE DE ENTALPIA EN LA CAMARA DE
COMBUSTION ETAPA 2-3
ENTALPIA DE LOS REACTIVOS (BAGAZO AIRE) VCB
ENTALPIA DE LOS PRODUCTOS (CO2 O2 N2
H2O) MEDIANTE EL BALANCE, SE CALCULA LA
TEM- PERATURA DE SALIDA DE LOS GASES DE LA
CA- MARA (ENTRADA A LA TURBINA), EN ESTE CASO
1495 K
1222 0 C
2232 0 F

42
EXPANSION CASI ISENTROPICA EN LA TURBINA DE
GAS (ETAPA 3-4)
EL MODELO A SEGUIR ES EL MISMO DEL COMPRESOR,
SOLO MOVIENDO LA EFICIENICIA DE LA MAQUINA AL
TERMINO DE LA DERECHA
43
Trabajo de Expansión Realizado por los Gases
44
TEMPERATURA DE LOS GASES A LA SALIDA DE LA
TURBINA 776 0 C
1429 0 F ENTREGA DE ENERGIA POR
LA TURBINA DE GAS
3643 Kcal / mol-Kg

6558 Btu/mol-lb
4.2364 Kw-h/mol-Kg ENERGIA
UTILIZADA POR EL COMPRESOR PORCIENTO DE LA
GENERADA POR LA TURBINA.

((398.921.8818
)/(433.474.2364))100 41 ENTREGA NETA DE LA
TURBINA DE GAS 433.474.2364 - 398.921.8818
1086 KW-H POR CADA 1000 KG DE BAGAZO TRATADO,
CON 15 DE HUMEDAD Y CERO CENIZAS.

45
RECUPERACION DEL CALOR SENSIBLE DE LOS GASES DE
ESCAPE DE LA TURBINA.
BASE 1000 KG DE BAGAZO TRATADO, CON 15 DE
HUMEDAD Y CERO CENIZAS. GASES 433.47 MOL-KG
TEMP 776 0 C 1049 K Cp CALCULADO, 8.01
Kcal/mol-k ? H 433.47(776-160)8.010.98 2
095 695 Kcal GENERANDO VAPOR A 60 ATA/ 450 0 C,
DESDE AGUA A 100 0 C CON ?HAGUA687
Kcal/Kg GENERACION 2 095 695/687 3050 Kg
46
GENERACION ELECTRICA EN LA TURBINA DE VAPOR
CON PRESION DE ESCAPE DE 2.0 ATA MAN, 3 ATA
ABS., EL CONSUMO ESPECIFICO ES DE 8.85 KG/KW-H,
QUE PROMUEVE UNA GENERA- CION EN LA TURBINA DE
VAPOR DE GE TV 3050/8.85 345
KW-H PARA UN TOTAL DE 1086 345 1431 KW-H EL
BAGAZO TRATADO PROVIENE DE (1000/0.8)0.85/0.14
7589 KG DE CAÑA
47
QUEDANDO COMO INDICADORES FINALES
1431/7.589 189 KW-H/ TON DE CAÑA 3050/7.589
402 KG DE VAPOR/ TON DE CAÑA 433.47/7.589
57.12 MOL-KG DE GC A 160 0 C
POR TON DE CAÑA
48
BASE DE CALCULO 1000 KG DE BAGAZO TRATADO, CON
15 DE HUMEDAD Y CERO CENIZAS
SEGUN CALCULOS EN HOJA EXCEL, SE OBTIENE, ENTRE
OTROS RESULTADOS mol
CP prom 200/800 Kcal/mol-Kg-0 K CO2
7.58 11.83 O2
11.31 7.89 N2
72.94 7.48 H2O 8.16
9.17 PROMEDIO
8.01
PMP MOL-KG
TOTALES DE GASES 450.82 28.85 MOL-KG TOTALES
DE AIRE 416.26 28.84
49
J equivalente mecánico del BTU 778.26
pie-lbfuerza / BTU R 1544 pie-lbfuerza / mol-lb
- 0 R
p2 120 lb / pulg 2 abs p1 atm., 14.696
lb/pulg2 abs. p2 / p1 razón de compresión del
compresor 8.16 ? delta H ideal / delta H real
0.85 T1 temperatura admisión del aire 24 0
C T2 temperatura de salida del aire 1021 0 R
567 K
294 0 C Trabajo de compresión
3516 BTU/ mol-lb
1953 Kcal / mol-kg
2.27 Kw-h/mol-Kg
50
TEMPERATURA DE LOS GASES A LA SALIDA DE LA
TURBINA 718 0 C
1324 0 F ENTREGA DE ENERGIA POR
LA TURBINA DE GAS
4201 Kcal / mol-Kg

7562 Btu/mol-lb
4.8849 Kw-h/mol-Kg ENERGIA
UTILIZADA POR EL COMPRESOR PORCIENTO DE LA
GENERADA POR LA TURBINA.

((416.262.2709
)/(450.824.8849))100 42.9 ENTREGA NETA DE
LA TURBINA DE GAS 450.824.8849 - 416.262.2709
1257 KW-H POR CADA 1000 KG DE BAGAZO TRATADO,
CON 15 DE HUMEDAD Y CERO CENIZAS.

51
RECUPERACION DEL CALOR SENSIBLE DE LOS GASES DE
ESCAPE DE LA TURBINA.
BASE 1000 KG DE BAGAZO TRATADO, CON 15 DE
HUMEDAD Y CERO CENIZAS. GASES 450.82 MOL-KG
TEMP 718 0 C 991 K Cp CALCULADO, 8.01
Kcal/mol-k ? H 450.82(718-160)8.010.98
I974677Kcal GENERANDO VAPOR A 60 ATA/ 450 0 C,
DESDE AGUA A 100 0 C CON ?HAGUA687
Kcal/Kg GENERACION DE VAPOR 1974677/687
2874
Kg
52
GENERACION ELECTRICA EN LA TURBINA DE VAPOR
CON PRESION DE ESCAPE DE 2.0 ATA MAN, 3 ATA
ABS., EL CONSUMO ESPECIFICO ES DE 8.85 KG/KW-H,
QUE PROMUEVE UNA GENERA- CION EN LA TURBINA DE
VAPOR DE GE TV 2874/8.85 325
KW-H PARA UN TOTAL DE 1257 325 1582 KW-H EL
BAGAZO TRATADO PROVIENE DE (1000/0.8)0.85/0.14
7589 KG DE CAÑA
53
QUEDANDO COMO INDICADORES FINALES
1581/7.589 208 KW-H/ TON DE CAÑA 2874/7.589
378 KG DE VAPOR/ TON DE CAÑA 450.82/7.589
59.40 MOL-KG DE GC A 160 0 C
POR TON DE CAÑA
54
Base 1000 kg de bagazo tratado con 15 hum,
cero cenizas
55
Bagazo
Ciclo Combinado con Gasificación
Gasificador
Aire vapor
Gases
Cenizas
Al secado
Aire
A la chim.
Comb. Limp.
EE
Gases
Turbina de gas
Compresor
Vapor de baja
EE
Turbina de vapor
Caldera de recuperación
56
INYECCION DE VAPOR
Gases
Al secado
Aire
A la chim.
Combustor
EE
Gases
Turbina de gas
Compresor
Vapor de baja
EE
Turbina de vapor
Caldera de recuperación
Ciclo Combinado CON EVENTUAL INYECCION DE VAPOR
57
INYECCION DE VAPOR
intercooler
Gases
Al secado
Aire
A la chim.
EE
Gases
Turbina de gas
Compresores
Vapor de baja
EE
Turbina de vapor
Caldera de recu-peración de calor
Ciclo Combinado CON EVENTUAL INYECCION DE VAPOR
58
(No Transcript)
59


ESTEQUIOMETRiA Y TERMOQUIMICA DE LA GASIFICACION
DEL BAGAZO Fórmula empírica del bagazo (seco),
estimada anteriormente C 4.02 H 6.7O 2.82 Con
un Peso Molecular Empírico de 100 (4.0212
6.71 2.8216)
60

Las
reacciones, de forma global, se
pueden representar para un caso, por la siguiente
expre- sión (no balanceada) C 4.02 H 6.7O 2.82
H2O en bagazo vapor de H2O
aire (N2 O2) CO2 CO H2 CH4 N2
H2O otros otros alquitranes
partículas lt3
61

Para
desarrollar los cálculos, tomamos la
compo- sición del producto de un gasificador,
recordando que esa composición se da usualmente
en volúmen, y que la composición en volúmen es
igual a la composición en moles para los gases
(vapor de agua ?) CO - - - - - -
- - - - 12.3 en Vol o moles CO2
- - - - - - - - - 12.4 H2 - - -
- - - - - - - 16.2 CH4 - - - -
- - - - - 4.8 N2 - - - - - - -
- - - 27.8 H2O - - - - - - - - -
26.5
100.0


62

Tomando como
base de cálculo 100 moles, los núme- ros
correspondientes al analísis, se convierten en
moles de cada especie, lo que permite balancear
toda la ecua- ción, asi, haciendo un balance de
carbono, podemos calcular el bagazo 4.02 X
12.3 12.4 4.8 X 7.34
mol-kg de bagazo 734 kg
considerando ya los moles, mol-kg Como el
N2 es todo del aire, este será igual a
Aire 27.8 / 0.79 35.2 mol-kg
63
y el oxígeno que viene con el aire, será igual a
35.2 0.21 7.4 mol- kg de
oxígeno en el
aire alimentado. El vapor de agua en los gases
proviene del bagazo, la formación a partir del
hidrógeno del bagazo, y del propio vapor
alimentado para realizar la gasificación. El que
va en los gases lo conocemos, 26.5 moles-kg, el
que aporta el bagazo como humedad, también (15
de hu- medad en bagazo) ( 734/0.85)0.15
129.5 kg 129.5/18 7.2 mol-kg




64
Ahora, mediante un balance de hidrógeno,
podemos calcular el vapor de agua inyectado al
gasificador

Hidrogeno que entra En el bagazo
7.34 6.7/2 24.6 mol-kg En la humedad
del bagazo 7.2 En el
vapor de agua alimentado X
Hidrogeno que sale Como tal
16.2 mol-kg Como
metano, 4.82 9.6
Como vapor de agua en los gases 26.5

51.3 mol-kg Vapor de agua X 19.5
mol-kg

65
Ahora disponemos de la ecuación balanceada, y
po- demos calcular las implicaciones energéticas.
Primera- mente se debe calcular el calor de
formación del baga- zo, y ya con este, la
temperatura que alcanzan los gases a la salida
del gasificador mediante un balance de entalpía.
El calor de formación del bagazo, lo calculamos
sobre la base de su calor de combustión, y los
calores de forma- ción del CO2 y el H2O C 4.02
H 6.7O 2.82 4.285 O2
4.02 CO2 3.35H2O
66
Valor Calórico Bajo del bagazo seco - - - 4500
kcal/kg
18.8 mJ/kg Como el
peso molecular lo hemos considerado igual a
100, el Calor de Combustión lo tomamos igual
a 1004500 450000 kcal o 1880 mJ. De Hougen y
Watson tomamos los calores de formacion del CO2
- 94030 kcal/mol-kg y del agua (estado
gaseoso) - 57801 kcal/mol-kg Calor de
formación de los reaccionantes calor de
reacción calor de formación de los productos.



Se debe cumplir que el
67
Calor de formación de los reaccionantes el del
bagazo lo desconocemos y lo llamamos X, el del
oxígeno es igual a cero por definición (es un
elemento) Calor de formación de los
productos 4.02(-94030) 3.35(-57801) -
571634 X (- 450000) -571634 X -121634
kcal/mol-kg Calor de Formación
del Bagazo




68
Cálculo del calor de reacción de gasificación
Calor de formación del bagazo calor de
formación del agua (l) de la humedad
del bagazo calor de formación del
vapor alimentado (entalpía) calor
de reacción de gasificación (?)
igual a Calor de formación de los productos de
la gasificación

De aquí se despeja como incógnita
el calor de reacción
69
Sobre la base del calor liberado en la
Reacción, y con los calores específicos (Cp) de
los gases forma- dos en la misma, expresados como
una función de T (temperatura absoluta) se
calcula la temperatura adiabática de salida de
los gases. Mi son los moles de cada especie
formada. De la expresión integrada se despeja
Tadiab
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Casos de Destilerías
Esquemas reportados por Zarpelón
en Taller de Energía de ISSCT de Berlín, 1991
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REFLEXIONES SOBRE EL CICLO COMBINADO

• - EL CICLO COMBINADO PERMITE REALIZAR UN
• APROVECHAMIENTO IMPORTANTE DE LAS
• RESERVAS DE ENERGIA DE LA AGROINDUSTRIA
• DE LA CAÑA DE AZUCAR, ALCANZANDO NIVE--
• LES DE GENERACION DEL ORDEN DE LOS 200
• KW-H POR TONELADA DE CAÑA.
• --LOS COSTOS DE INVERSION, EN UN FUTURO CER-
• CANO, SERAN SIMILARES A LOS DEL CICLO RAN-
• KINE, Y A MEDIANO PLAZO, EVENTUALMENTE

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REFLEXIONES...........

• SIGNIFICATIVAMENTE MAS BAJOS, SI SE LLEGA
• EXITOSAMENTE A LA COMBUSTION DIRECTA DEL
• BAGAZO (SIN GASIFICACION).
• --LA CO-COMBUSTION CON COMBUSTIBLE FOSIL
• (GAS NATURAL) SERA BASTANTE MAS EFICIENTE,
• RESOLVIENDOSE LA CONTRADICCION DE LA
• OPERACION FUERA DE ZAFRA.
• --TIENE EN SU CONTRA, UNA MAYOR DEPENDENCIA
• PARA LOS PAISES EN VIAS DE DESARROLLO, DE
• LOS PAISES DESARROLLADOS

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MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCION