Proceso de torrefacion para la materia organica.

1. “TORREFACION DE LA BIOMASA”
UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO
ING. ENERGIAS RENOVABLES

2. ¿Qué es la torrefacción de la biomasa?
Torrefacto, carbón verde, biocarbón…
Distintas palabras para definir a la biomasa torrefactada. Un
mercado enorme de sustitución del carbón mineral aguarda a
esta biomasa si se consiguen costes más bajos y los incentivos
económicos están bien designados.
La principal ventaja es que la torrefacción convierte la joven e
inestable biomasa en un carbón estable, resistente al agua, con
alto contenido energético y sin impurezas

3. Porque torrefactar?
El principal motivo para torrefactar es la sustitución del carbón
mineral de origen fósil. La biomasa se puede utilizar en cocombustion sin torrefacción, pero necesita inversiones extra en
las centrales eléctricas. Los pellets industriales y la biomasa
seca se pueden utilizar con algunos ajustes en las plantas, pero
otros tipos de biomasas necesitan procesos de gasificación o
soluciones similares.

4. Uno de los problemas es la falta de espacio en las centrales para
trabajar con troncos y almacenar astillas y/o cualquier otro tipo
de biomasa. Los pellets de madera son fáciles de manejar y
baratos de transportar, pero son sensibles a la humedad y
necesitan sistemas de detección antincendios.

5. 
Ventajas de los pellets torrefactados
- Son hidrofóbicos; se comportan muy bien almacenados por largo
tiempo sin que se degraden sus proipiedades fisicas
- Se muelen más facilmente que los pellets de madera
- Cambio de costes de capital a costes operativos
- Ampliación del tipo de biomasas: agrícolas, forestales y residuos
- Mayor contenido energético que los pellets de madera
- Mercado enorme: el cambio previsto del 10% del carbón mineral
en Europa crearía 700 plantas de torrefacción de 100000
tn/año.
- Requiere de pequeñas inversiones de adaptación en las
centrales eléctricas y bajas cantidades de azufre y cenizas en
comparación con el carbón mineral.

6. ¿Cuándo será competitivo?
La torrefacción se ha desarrollado con diferentes tipos de
tecnologías y para diferentes tipos de biomasa.
Una evolución aproximada de la tecnología, según Berry
Meuleman, de la eléctrica Vattenfall, podría ser la
siguiente:
- de 2009 a 2012: fase piloto a escala industrial
- de 2012 a 2014: fase de comercialización
- de 2014 en adelante: fase de expansión de la tecnología

7. Un ejemplo del proceso de torrefacción de biomasa; Centro de
transferencia de Biomasa (CTB) de CENER
El Centro Nacional de Energías Renovables realizó una selección
de tecnologías y el diseño de una planta piloto de torrefacción
de biomasa con una capacidad de 500 kg/h que se encuentra
en fase de puesta en marcha. Se describe el proceso
instaurado.

8. El proceso de torrefacción produce un 85-90% (base seca) de una
biomasa “tostada” de fácil trituración que una vez pelletizada
puede llegar a tener un contenido energético de 4-5 MWh/m3,
que equivale aproximadamente al 90-95% de la energía
contenida en la biomasa de partida, secada previamente al
10% en humedad.
Está basado en el calentamiento lento de la biomasa en ausencia
de oxígeno hasta temperaturas finales entre 230 y 300ºC. El
proceso
puede
ser
autosuficiente
energéticamente,
dependiendo de la temperatura y el tiempo de residencia
utilizados, al aprovechar las corrientes residuales (gas
generado en el proceso). Sin embargo, siempre es necesario
un aporte de energía adicional necesaria para el secado previo
de la biomasa hasta la humedad requerida, alrededor del 10%,
además del consumo energético asociado a la reducción de
granulometria (a valores inferiores a 20-40 mm) previa a la
torrefacción.

9. El torrefactor es un reactor de tipo rotativo, con elementos
internos diseñados para que permitan el control del flujo y una
buena homogenización de la biomasa a la vez que unas
condiciones idóneas de transferencia de calor. El calentamiento
del reactor se realiza de forma indirecta a través de la pared, el
eje y los internos del reactor y fluye al largo de este siendo
calentada hasta temperaturas entre 250 y 300ºC, perdiendo la
humedad que contiene y compuestos volátiles, a la vez que
sufre cambios en su estructura y composición. Los gases y
vapores generados son tratados en un oxidador térmico para
su completa eliminación. La biomasa torrefactada a la salida
del otro extremo del torrefactor es enfriada hasta temperaturas
inferiores a 100 2C en un tornillo refrigerado por agua.

10. El objetivo para el cual ha sido diseñado el CTB es el
desarrollo de procesos avanzados de produccion de
biocombustibles sólidos a partir de un amplio rango
de biomasas, ya qye permite aunar los procesos
físicos convencionales con la torrefacción. Así pues,
esta instalación experimental permite:
- desarrollar los procesos de torrefacción y pelletizado
- optimizar las condiciones de de operación
- ensayos de producción con diferentes tipos de
biomasas
- caracterización energética de los biocombustibles
producidos.