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dc.contributor.advisorGalindo Noguera, Ana Lisbeth
dc.contributor.advisorMeneses Jácome, Alexander
dc.contributor.authorMonsalve León, Andrea Natalia
dc.contributor.authorGarcía Reyes, Laura Estefanía
dc.coverage.spatialBucaramanga (Santander, Colombia)spa
dc.date.accessioned2020-09-28T17:40:16Z
dc.date.available2020-09-28T17:40:16Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/20.500.12749/7260
dc.description.abstractEl siguiente documento tiene como objetivo comprobar, mediante simulación, la posibilidad de generación de energía mediante la tecnología conocida como oxidación en dos etapas, utilizando como fuente de alimentación los residuos sólidos urbanos de la ciudad de Bucaramanga, esto como medio de aprovechamiento de los residuos ante la problemática de disposición final existente en el relleno sanitario de la ciudad. El sistema de oxidación es dos etapas se modela como un gasificador de tipo updraft que utiliza como agente gasificante aire. Como entrada al proceso se usa la composición teórica de los RSU de la ciudad, que presentan un poder calorífico de 16.465,434 kJ/kg. El proceso de la gasificación se realizó en el software Aspen Plus, definiendo las condiciones de las corrientes de ingreso y de trabajo de las diferentes fases, teniendo siempre en cuenta que los valores concordaran con información de estudios previo para asegurar la veracidad de los datos. También se estipulan las reacciones típicas que ocurren en las zonas de reducción y oxidación de un gasificador de este tipo. El proceso de generación de energía se realiza con ayuda del software Matlab y de la herramienta de cálculo EES, donde se determina la generación de energía mediante la turbina de vapor de un ciclo Rankine, vapor generado gracias al aprovechamiento de calor de los gases de combustión de la oxidación en dos etapas. Los resultados muestran que, con una relación de equivalencia de 0,2 se logra el mejor aprovechamiento energético de los residuos, lográndose un valor de calor de 1.069.170 kJ/h en los gases de combustión que se traducen, en la generación de energía eléctrica, en 819.850 kWh/año. También, con esta RE se logra el control de las emisiones liberadas a la atmosfera, siendo los componentes liberados principalmente H2O, CO2, N2 y O2, además se confirma con la resolución 058 de 2002 del Ministerio de Ambiente de Colombia, que las emisiones de los agentes contaminantes se encuentran dentro de los límites permitidos. Con el desarrollo y funcionamiento de esta tecnología se logra la utilización y aprovechamiento de 840 toneladas de residuos sólidos urbanos al año.spa
dc.description.tableofcontentsLISTA DE TABLAS.................................................................................................. 7 LISTA DE ILUSTRACIONES ............................................................................ 8 LISTA DE GRÁFICAS ............................................................................................. 9 LISTA DE ANEXOS ............................................................................................... 10 GLOSARIO ............................................................................................................ 11 RESUMEN ............................................................................................................. 12 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 13 1. BIOMASA ....................................................................................................... 15 1.1 TIPOS DE BIOMASA ................................................................................ 15 1.1.1 Recursos Forestales .......................................................................... 15 1.1.2 Recursos Agrícolas ............................................................................ 16 1.1.3 Cultivos Energéticos........................................................................... 16 1.1.4 Recursos Pecuarios ........................................................................... 16 1.1.5 Recursos Agroindustriales ................................................................. 16 1.1.6 Residuos Urbanos .............................................................................. 17 1.2 POTENCIAL ENERGÉTICO DEL RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS (RSU) 17 1.2.1 Potencial de residuos en la ciudad de Bucaramanga ........................ 18 1.3 TECNOLOGÍAS DE APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ............................................................................ 18 1.4 GASIFICACIÓN ........................................................................................ 19 1.4.1 Agente Gasificante ............................................................................. 20 1.4.2 Tipos de gasificadores ....................................................................... 20 1.4.3 Etapas del proceso de gasificación .................................................... 22 1.5 OXIDACIÓN EN DOS ETAPAS ................................................................ 25 1.6 SOFTWARE DE SIMULACIÓN ................................................................ 27 2 OBJETIVOS ................................................................................................... 28 2.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 28 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ..................................................................... 28 5 3 METODOLOGÍA ............................................................................................. 29 3.1 FASE I ...................................................................................................... 29 3.2 FASE II ..................................................................................................... 29 3.3 FASE III .................................................................................................... 30 4 DESARROLLO ............................................................................................... 32 4.1 FASE I: CARACTERIZACIÓN DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS URBANOS Y SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA................................................................ 32 4.1.1 Composición Física de los RSU de Bucaramanga ............................. 32 4.1.2 Composición Química de los RSU de Bucaramanga ......................... 34 4.1.3 Cálculo del Poder Calorífico ............................................................... 35 4.1.4 Selección de oxidación en dos etapas ............................................... 35 4.2 FASE II: PARÁMETROS DE LA SIMULACIÓN DE LA TECNOLOGÍA .... 37 4.2.1 Zona de Secado................................................................................. 37 4.2.2 Zona de Pirolisis ................................................................................ 38 4.2.3 Zona de reducción ............................................................................. 39 4.2.4 Zona de Oxidación ............................................................................. 40 4.2.5 Análisis Pinch .................................................................................... 40 4.2.6 Ciclo Rankine ..................................................................................... 41 4.3 FASE III: SIMULACIÓN DEL PROCESO ................................................. 43 4.3.1 Gasificación en dos etapas ................................................................ 44 4.3.2 Ciclo de generación de energía .......................................................... 52 5 RESULTADOS ............................................................................................... 55 5.1 ANÁLISIS ÚLTIMO Y ANÁLISIS PRÓXIMO ............................................ 55 5.2 CONTENIDO ENERGÉTICO DE LOS RSU............................................. 56 5.3 COMPONENTES DE LOS GASES DE COMBUSTIÓN ........................... 57 5.3.1 Incidencia de la relación de equivalencia en la formación de componentes .................................................................................................. 57 5.3.2 Incidencia de la relación de equivalencia en la temperatura de la reducción ........................................................................................................ 59 5.3.3 Incidencia de la relación de equivalencia en la generación de hidrogeno 60 5.3.4 Relación H2:CO ................................................................................. 61 5.4 APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS ........................................... 63 6 5.4.1 Incidencia de la relación de equivalencia en el calor generado en la combustión ..................................................................................................... 63 5.4.2 Incidencia de la relación de equivalencia en la potencia de la turbina 64 5.5 EMISIONES CONTAMINANTES .............................................................. 65 5.6 GENERACIÓN DE ENERGÍA ................................................................... 66 5.6.1 Eficiencia del proceso ........................................................................ 66 6 CONCLUSIONES ........................................................................................... 68 7 RECOMENDACIONES ................................................................................... 70 8 BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................... 71 ANEXOS ................................................................................................................ 75spa
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.language.isospaspa
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/*
dc.titleGeneración de energía a partir de la oxidación en dos etapas con residuos sólidos urbanos de la ciudad de Bucaramangaspa
dc.title.translatedGeneration of energy from oxidation in two stages with urban solid waste in the city of Bucaramangaspa
dc.degree.nameIngeniero en Energíaspa
dc.publisher.grantorUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABspa
dc.rights.localAbierto (Texto Completo)spa
dc.publisher.programIngeniería en Energía
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.type.driverinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis
dc.type.localTrabajo de Gradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.subject.keywordsEnergy engineeringspa
dc.subject.keywordsTechnological innovationsspa
dc.subject.keywordsEnergyspa
dc.subject.keywordsTwo-Stage Oxidationspa
dc.subject.keywordsPower Generationspa
dc.subject.keywordsMunicipal Solid Wastespa
dc.subject.keywordsAspen Plusspa
dc.subject.keywordsEnergetic resourcesspa
dc.subject.keywordsWaste treatmentspa
dc.subject.keywordsOxidationspa
dc.identifier.instnameinstname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
dc.identifier.reponamereponame:Repositorio Institucional UNAB
dc.type.hasversioninfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionspa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
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dc.contributor.cvlachttps://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000115074spa
dc.contributor.googlescholarhttps://scholar.google.es/citations?hl=es&user=wdT-u28AAAAJspa
dc.contributor.orcidhttps://orcid.org/0000-0001-8065-5055spa
dc.contributor.scopushttps://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=56002365900spa
dc.subject.lembIngeniería en energíaspa
dc.subject.lembInnovaciones tecnológicasspa
dc.subject.lembEnergíaspa
dc.subject.lembRecursos energéticosspa
dc.subject.lembTratamiento de residuosspa
dc.subject.lembOxidaciónspa
dc.identifier.repourlrepourl:https://repository.unab.edu.cospa
dc.description.abstractenglishThe following document aims to verify, through simulation, the possibility of generating energy through the technology known as two-stage oxidation, using the solid urban waste of the city of Bucaramanga as a power source, this as a means of making use of the waste given the problem of final disposal in the city's sanitary landfill. The two-stage oxidation system is modeled as an updraft type gasifier that uses air as a gasifying agent. As input to the process, the theoretical composition of the city's MSW is used, which has a calorific value of 16,465.434 kJ / kg. The gasification process was carried out in the Aspen Plus software, defining the conditions of the incoming and working streams of the different phases, always keeping in mind that the values ​​agreed with information from previous studies to ensure the accuracy of the data. The typical reactions that occur in the reduction and oxidation zones of such a gasifier are also stipulated. The power generation process is carried out with the help of the Matlab software and the EES calculation tool, where the power generation is determined by means of the steam turbine of a Rankine cycle, steam generated thanks to the use of heat from the combustion gases of oxidation in two stages. The results show that, with an equivalence ratio of 0.2, the best energy use of the waste is achieved, achieving a heat value of 1,069,170 kJ / h in the combustion gases that translate, in the generation of electrical energy, in 819,850 kWh / year. Also, with this RE the control of the emissions released into the atmosphere is achieved, the components released being mainly H2O, CO2, N2 and O2, it is also confirmed with resolution 058 of 2002 of the Ministry of Environment of Colombia, that the emissions of pollutants are within permitted limits. With the development and operation of this technology, the use and exploitation of 840 tons of urban solid waste per year is achieved.spa
dc.subject.proposalOxidación en dos etapasspa
dc.subject.proposalGeneración de energíaspa
dc.subject.proposalResiduos sólidos urbanosspa
dc.subject.proposalAspen Plusspa
dc.type.redcolhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia*


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