Energía de la biomasa I (Energías renovables)

Author: Sebastián Nogués, Fernando; García-Galindo, Daniel; Rezeau, Adeline
Publisher: Prensas Universitarias de Zaragoza
Serie: Textos Docentes
ISBN: 9788492774913
eISBN Pdf: 9788492774913
Place of publication: Zaragoza , Spain
Year of publication: 2010
Year of digital publication: 2017
Month: September
Pages: 557
Language: Spanish

Caption

Una veintena de los mejores investigadores españoles de la especialidad firman los capítulos del primer volumen de este libro, en el que se tratan los siguientes temas: introducción al aprovechamiento energético de los biocombustibles sólidos; fuentes y evaluación de recursos; cultivos energéticos lignocelulósicos; caracterización de los biocombustibles sólidos; almacenamiento, alimentación y transporte en planta; pretratamientos; reacciones y reactores sólido-gas; pirólisis de biocombustibles sólidos; gasificación, combustión y co-combustión; efectos asociados a las cenizas de la biomasa. CIENCIAS APLICADAS-Ingeniería

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Presentación
Prólogo
Agradecimientos
Prefacio
Parte I
- 1. Introducción al aprovechamiento energético de biocombustibles sólidos
  - 1.0. Introducción
  - 1.1. Fuentes y evaluación de biocombustibles sólidos
    - 1.1.1. Fuentes de biocombustibles sólidos
    - 1.1.2. Evaluación del potencial de un recurso biomásico
  - 1.2.Caracterización y pretratamientos de biocombustibles sólidos
    - 1.2.1. Características de la biomasa como combustible
    - 1.2.2. Pretratamientos
  - 1.3.Transformaciones termoquímicas
    - 1.3.1. Introducción
    - 1.3.2. Pirólisis
    - 1.3.3. Gasificación
    - 1.3.4. Combustión
    - 1.3.5. Resumen
  - 1.4. Conclusiones
  - 1.5. Bibliografía
- 2. Fuentes y evaluación de recursos
  - 2.1. Introducción
  - 2.2. Objetivos y relevancia de la evaluación
    - 2.2.1. Clasificación de los recursos
    - 2.2.2. Biomasa agro-forestal residual: definición y tipos
  - 2.3. Metodologías de evaluación de residuos agrícolas
    - 2.3.1. Recopilación de información
    - 2.3.2. Proceso de datos: cuantificación del recurso
  - 2.4. Metodologías de evaluación de biomasa forestal
    - 2.4.1. Métodos para montes arbolados
    - 2.4.2. Métodos para montes no arbolados
  - 2.5.Metodologías de evaluación de residuos de las industrias agroforestales
    - 2.5.1. Industrias alimentarias
    - 2.5.2. Industrias de la madera
  - 2.6.Conclusiones
  - 2.7.Vocabulario y abreviaturas
  - 2.8. Bibliografía
- 3. Cultivos energéticos lignocelulósicos
  - 3.0. Introducción
  - 3.1. Características de los cultivos energéticos
  - 3.2. Tipos de cultivos energéticos
  - 3.3. Cultivos lignocelulósicos herbáceos
  - 3.4. Cultivos lignocelulósicos leñosos
  - 3.5. Factores de interés en la producción de biomasa (balances)
  - 3.6 .Conclusiones
  - 3.7. Bibliografía
- 4. Caracterización de los biocombustibles sólidos
  - 4.0. Introducción: la caracterización del combustible
  - 4.1. Composición estructural de la biomasa lignocelulósica
    - 4.1.1. Componentes mayoritarios
    - 4.1.2. Componentes minoritarios
    - 4.1.3.Influencia de la composición estructural sobre el aprovechamiento energético
  - 4.2. Caracterización química de la biomasa
    - 4.2.1. Análisis inmediato
    - 4.2.2. Análisis elemental
    - 4.2.3. Análisis de composición elemental de las cenizas
  - 4.3. Caracterización energética de la biomasa
    - 4.3.1. Poder calorífico: definición y método de determinación
    - 4.3.2. Poder calorífico del combustible húmedo
  - 4.4. Caracterización física de la biomasa
    - 4.4.1. Densidad aparente
    - 4.4.2. Densidad de partícula
    - 4.4.3. Tamaño y forma
    - 4.4.4. Durabilidad mecánica o friabilidad
    - 4.4.5. Temperatura de fusibilidad de las cenizas
  - 4.5. Comparación entre el carbón y la biomasa
  - 4.6. Normativa y estandarización de la biomasa
  - 4.7. Conclusiones
  - 4.8. BibliografíaA
- 5.Almacenamiento, alimentación y transporte en planta
  - 5.0. Introducción
  - 5.1. Propiedades
    - 5.1.1. Densidad aparente
    - 5.1.2. Ángulo de reposo
    - 5.1.3.Coeficiente de fricción de pared y coeficiente de fricción interna
    - 5.1.4.Cohesividad
  - 5.2. Almacenamiento de la biomasa: tolvas y silos
    - 5.2.1. Tipos de flujo en una tolva
    - 5.2.2. Tipos de obstrucciones
    - 5.2.3.Diseño de los parámetros constructivos de una tolva para que tenga lugar su descarga por gravedad
    - 5.2.4. Dispositivos para ayudar la descarga de silos y tolvas
  - 5.3.Sistemas de descarga, alimentación y/o transporte del recurso
    - 5.3.1. Cintas transportadoras
    - 5.3.2. Tornillos sinfín
    - 5.3.3. Válvulas rotativas
    - 5.3.4. Transporte neumático
  - 5.4.Sistemas de separación o filtrado y de clasificación granulométrica
    - 5.4.1. Ciclones
    - 5.4.2. Filtros de mangas
    - 5.4.3. Cribas y tamices
  - 5.5. Conclusiones
  - 5.6. Bibliografía
- 6. Pretratamientos: reducción del contenido de humedad
  - 6.0. Introducción
  - 6.1. La humedad en la biomasa
  - 6.2. Parámetros para el estudio del secado
    - 6.2.1. Características del agente secante y del recurso a secar
    - 6.2.2. Isotermas de sorción
    - 6.2.3. Cinética del secado
  - 6.3. Secado natural
    - 6.3.1. Parámetros del secado natural
    - 6.3.2. Características de la pila y posibles manejos
    - 6.3.3. Ventajas e inconvenientes del secado natural de biomasa
  - 6.4. Secado forzado
    - 6.4.1. Secaderos directos de tipo rotatorio
    - 6.4.2. Secaderos solares
    - 6.4.3. Ventajas e inconvenientes del secado forzado de biomasa
  - 6.5. Torrefacción
    - 6.5.1. Aspectos generales de la torrefacción
    - 6.5.2. Calidad y aplicaciones del biocombustible torrefactado
  - 6.6. Conclusiones
  - 6.7. Bibliografía
- 7. Pretratamientos: reducción granulométrica
  - 7.1. Introducción
  - 7.2. Modelos de ruptura
    - 7.2.1. Tipos de fractura
    - 7.2.2. Grindabilidad
  - 7.3. Requerimientos granulométricos
  - 7.4. Reducción intermedia de tamaño
    - 7.4.1. Maquinaria
    - 7.4.2.Integración de la reducción intermedia en la explotación de la biomasa
  - 7.5. Molienda
    - 7.5.1.Tipos de molinos
    - 7.5.2.Selección del molino
    - 7.5.3.Configuraciones y estrategias en instalaciones de molienda
  - 7.6. Consumos energéticos de molienda
  - 7.7. Conclusiones
  - 7.8. Bibliografía
- 8. Pretratamientos: densificación
  - 8.0. Introducción
  - 8.1. Objetivos de la densificación
  - 8.2. Empacado
  - 8.3. Briquetado
    - 8.3.1. Equipos de briquetado
    - 8.3.2. Características de las briquetas
    - 8.3.3. Calidad de las briquetas
    - 8.3.4. Situación del mercado de briquetas
  - 8.4. Peletizado
    - 8.4.1. Equipos de peletizado
    - 8.4.2. Características de los pélets
    - 8.4.3. Calidad de los pélets
    - 8.4.4. Situación del mercado de pélets
  - 8.5. Conclusiones
  - 8.6. Bibliografía
- 9. Reacciones sólido-gas
  - 9.0. Introducción
  - 9.1. Etapas de los procesos termoquímicos
    - 9.1.1. Reacción química
    - 9.1.2. Etapas físicas
  - 9.2.Factores que afectan a la velocidad de los procesos termoquímicos de biomasa
    - 9.2.1.Factores que afectan a la velocidad de la etapa de transferencia externa de materia
    - 9.2.2.Factores que afectan a la velocidad de la etapa de transferencia interna de materia
    - 9.2.3.Factores que afectan a la velocidad de la etapa de reacción química
  - 9.3.Ecuaciones cinéticas para las reacciones sólido-gas no catalíticas. Modelo del núcleo decreciente
    - 9.3.1.Modelo de núcleo decreciente para el caso particular de partículas esféricas de tamaño constante
    - 9.3.2.Modelo de núcleo decreciente para el caso particular de partículas esféricas de tamaño decreciente
    - 9.3.4.Casos más generales
  - 9.4.Herramientas para determinar los factores que afectan a la cinética química: estudios termogravimétricos
  - 9.5.Conclusiones
  - 9.6. Bibliografía
- 10. Reactores sólido-gas
  - 10.0. Introducción
  - 10.1. Tipos de reactores sólido-gas
    - 10.1.1. Reactores discontinuos para el sólido (y continuos para el gas)
    - 10.1.2. Reactores continuos para el sólido y el gas
  - 10.2.Comparación entre los diferentes tipos de reactores sólido-gas
    - 10.2.1. Según la operación del sólido
    - 10.2.2. Según el tamaño de partícula
    - 10.2.3. Según la pérdida de carga
    - 10.2.4. Según el tipo de flujo del gas y del sólido
  - 10.3.Dimensionamiento de reactores sólido-gas
    - 10.3.1. Ecuaciones de diseñoSe van a presentar
    - 10.3.2. Ejemplos
  - 10.4. Conclusiones
  - 10.5. Bibliografía
- 11. Pirólisis de biocombustibles sólidos
  - 11.0. Introducción
  - 11.1. Definición y tipos de pirólisis
  - 11.2. Pirólisis lenta para la producción de sólido (char)
    - 11.2.1. Producción de carbón vegetal (charcoal)
    - 11.2.2. Producción de sólidos adsorbentes
  - 11.3. Pirólisis rápida de biomasa lignocelulósica para la producción de líquido
    - 11.3.1. Reactores de pirólisis para producción de líquido
    - 11.3.2. Efecto de las condiciones de operación en la pirólisis rápida
    - 11.3.3.Efecto de la composición del material de partida en el rendimiento a líquido
    - 11.3.4.Propiedades fisicoquímicas del líquido de pirólisis de recursos lignocelulósicos
    - 11.3.5.Métodos para la determinación de las propiedades fisicoquímicas del líquido de pirólisis
  - 11.4. Aplicaciones de los líquidos de pirólisis
    - 11.4.1. Obtención de productos químicos
    - 11.4.2. Producción de gas de síntesis
    - 11.4.3. Utilización del líquido pirolítico como combustible
    - 11.4.4. Especificaciones para el uso de los líquidos de pirólisis como combustible
  - 11.5.Conclusiones
  - 11.6. Bibliografía
- 12. Gasificación de biocombustibles sólidos
  - 12.0. Introducción
  - 12.1. Principios básicos del proceso
  - 12.2. Procesos de gasificación
    - 12.2.1. Agentes gasificantes
    - 12.2.2. Configuración sólido-agente gasificante
    - 12.2.3. Otros factores determinantes en el modo de gasificación
  - 12.3. Tipos de gasificadores
    - 12.3.1. Lecho móvil en contracorriente o updraft
    - 12.3.2. Lecho móvil en corrientes paralelas o downdraft
    - 12.3.3. Gasificadores de lecho fluidizado
    - 12.3.4. Gasificadores de lecho arrastrado
  - 12.4.Clasificación de los distintos sistemas de gasificación y principales características
  - 12.5.Condicionantes técnicos de un proceso de gasificación para biomasa
    - 12.5.1. Factores dependientes de la biomasa
    - 12.5.2. Factores dependientes de las condiciones de operación
    - 12.5.3. Factores dependientes del diseño de los equipos
  - 12.6. Sistemas de acondicionamiento del gas producto
    - 12.6.1. Materia particulada
    - 12.6.2. Compuestos orgánicos (alquitranes o tars)
    - 12.6.3. Compuestos de nitrógeno
    - 12.6.4. Compuestos de azufre
    - 12.6.5. Compuestos de cloro
    - 12.6.6. Metales alcalinos
    - 12.7. Aplicaciones del gas producido
      - 12.7.1. Producción de energía térmica en una caldera
      - 12.7.2. Producción de electricidad en motores de combustión interna
      - 12.7.3. Utilización del gas de gasificación en una pila de combustible
      - 12.7.4. Producción de biodiésel
    - 12.8. Tecnologías de gasificación para biomasa
      - 12.8.1. Tecnologías downdraft
      - 12.8.2. Tecnologías updraft
      - 12.8.3. Lecho fluidizado
      - 12.8.3. Lecho fluidizado
    - 12.9. Conclusiones y recomendaciones
    - 12.10. Bibliografía
    - 12.11. Bibliografía adicional
- 13. Combustión de biocombustibles sólidos
  - 13.0. Introducción
  - 13.1. La combustión: aspectos generales
    - 13.1.1. La combustión, ¿qué es?
    - 13.1.2. Conceptos y definiciones
  - 13.2. Combustión de biocombustibles sólidos
    - 13.2.1.Principales procesos que tienen lugar en la combustión de biomasa sólida
    - 13.2.2. Caracterización de la biomasa para su combustión
    - 13.2.3. Diseño y control de la cámara de combustión
  - 13.3. Tecnologías de combustión de biomasa sólida
    - 13.3.1. Tipos de calderas
    - 13.3.2. Tipos de quemadores
    - 13.3.3. Síntesis de las tecnologías de combustión
  - 13.4. ConclusionesEn este capítulo se han visto los conceptos claves de la combustión, tales como
  - 13.5. BibliografíaA
- 14. Co-combustión
- 15. Efectos asociados a las cenizas de la biomasa: predicción, evaluación y mitigación
  - 15.0. Introducción
  - 15.1. Origen: materia que forma las cenizas
  - 15.2. Comportamiento de las cenizas durante la conversión de la biomasa
    - 15.2.1. Formación de las fracciones de cenizas
    - 15.2.2. Problemas asociados a las cenizas
    - 15.2.3.Mecanismos de formación de las cenizas de fondo y problemas de sinterización y de aglomeración
    - 15.2.4.Mecanismos de formación de cenizas volantes y acumulación de depósitos en las superficies de transferencia
  - 15.3. Métodos de evaluación de los efectos generados por las cenizas
    - 15.3.1. Métodos predictivos
    - 15.3.2. Métodos de evaluación en planta
  - 15.4. Medidas para la minimización de los problemas de escorificación y deposición ocasionados por las cenizas
    - 15.4.1. Medidas de acción primaria
    - 15.4.2. Medidas de acción secundaria
    - 15.4.3. Control y seguimiento
  - 15.5. Impacto de la ceniza de biomasa sobre los procesos de corrosión en calderas
    - 15.5.1. Mecanismos de corrosión
    - 15.5.2. Medidas para la minimización y control de los problemas de corrosión inducida por el cloro
  - 15.6. Conclusiones
  - 15.7. Bibliografía
Autores de los capítulos del volumen I
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