Publication:
FACTORES DE EMISIÓN GENERADOS POR LA QUEMA DE DISTINTOS PELLETS EN UNA CÁMARA DE COMBUSTIÓN CONTROLADA DE EMISIONES (3CE)

Thumbnail Image
Date
2019-11
Authors
MARTÍNEZ CATALÁN, GABRIELA ISABEL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Research Projects
Organizational Units
Journal Issue
Abstract
En Chile actualmente existen elevados índices de contaminación atmosférica, concentrados en la zona centro-sur del país, cuyo origen corresponde principalmente a emisiones generadas por calefacción residencial (MMA, 2018d). Considerando entonces la necesidad de diversificar la matriz energética, el proyecto FONDEF ID15I10580 contempla asignarles valor agregado a diversos residuos generado en la industria agrícola y forestal del país, por medio de la creación de pellets a partir de residuos sin procesar, para posteriormente realizar ensayos de combustión con estos materiales en una Cámara de Combustión Controlada de Emisiones (3CE). El objetivo de este estudio es obtener los Factores de Emisión (FE) de los gases de combustión (CO2, CO, NOX, SO2 y H2), de material particulado (PM1, PM2,5 y PM10), de Black Carbon (BC) y Brown Carbon (BrC) provenientes de las emisiones generadas por la combustión de pellets confeccionados a partir de rastrojos de avena, orujos de uva y de aserrín de pino, para posteriormente compararlos con los resultados obtenidos por la quema de pellet comercial fabricado a partir de aserrín de pino. Mediante espectrometría láser se obtuvieron los FE de PM10 con valores de 0,35 ± 0,32 [g/kg] para los ensayos con avena, de 0,59 ± 0,46 [g/kg] con uva, de 2,78 ± 0,96 [g/kg] con pino y de 3,24 ± 0,91 [g/kg] con pellet comercial. Con respecto al N° de partículas detectadas, se determina que en las emisiones medidas las partículas se concentran principalmente en la moda Aitken, en más de un 58% del total, y en la moda de acumulación, con un 17% del total, presentando tamaños entre 0,02 – 0,1 [µm], cuya distribución se comportan de manera cualitativa y cuantitativamente de acuerdo con lo esperado teóricamente según lo expuesto por EPA (1996) y Whitby (1978). En cuanto a los FE de BC resultaron de un 0,084 ± 0,011 [g/kg] para los ensayos con avena, de 0,080 ± 0,023 [g/kg] con uva, de 0,081 ± 0,002 [g/kg] con pino y de 0,027 ± 0,015 [g/kg] con pellet comercial, por otra parte los FE de BrC resultaron de 0,036 ± 0,004 [g/kg] para quemas con avena, 0,038 ± 0,009 [g/kg] para uva, 0,025 ± 0,004 [g/kg] para pino y 0,025 ± 0,004 para pellet comercial, se comprobó que no existen diferencias estadísticamente significativas entre las medias de los FE de BrCy de BC para las biomasas de avena, uva y pino, con un 95% de confianza. Se concluye que los pellets de pino en el proceso de combustión lograron quemarse en un mayor porcentaje, con un rendimiento de quemado del 90,10 %, seguido de avena con un 87,63% y finalmente de uva con 52,97%. Se determinó que las quemas con uva emitieron en promedio una mayor cantidad de CO durante los ensayos, con un FE promedio de 181,39 ± 131 [g/kg], además esta variedad también generó mayores de NOx, con un FE promedio de 7,6 ± 1,8 [g/kg], seguida de la avena con 5,4 ± 1,8 [g/kg] y finalmente pino y pellet comercial, con FE de 1,5 ± 0,57 [g/kg] y 1,3 ± 0,5 [g/kg] respectivamente. Con respecto a las emisiones de SO2 para el pellet de pino resultó de 3,5 ± 1,9 [g/kg], para el pellet de avena de 1,6 ± 0,9 [g/kg], para el caso de la uva de 0,9 ± 1,1 [g/kg] y para el pellet comercial, con un valor de 0,00013 ± 0,0003 [g/kg]. Con respecto al análisis XRF, se determina que las cenizas de avena presentaron un contenido importante de SiO2, en un 34,89% y de K2O en un 7,88%, de igual manera las cenizas de uva presentan K2O con un porcentaje elevado, del 22,07%. Por otra parte, con respecto al pellet comercial, se concluye que posiblemente sus cenizas están contaminadas con parte del material que conforma el soporte para la biomasa en la cámara 3CE. Se concluye que las adaptaciones realizadas a la 3CE resultaron adecuadas para cumplir con el objetivo de combustionar pellets de forma reproducible con todas las variedades de biomasa ensayadas. Con respecto a los FE obtenidos para las concentraciones de material particulado, se identificaron un total de 8 valores atípicos. Se establece que la consolidación de los pellets es un factor clave en la correcta combustión de la biomasa, debido a que afecta tanto a las emisiones de partículas, como a las emisiones gaseosas, generando un aumento de estos contaminantes si es que el material no se encuentra bien consolidado. Finalmente se recomienda incorporar a este estudio ciertos parámetros que no pudieron medirse en esta experimentación, como los FE de CO2 para pellet comercial, medir la temperatura de llama en estos ensayos con pellet comercial, analizar las cenizas de pino y conocer la composición elemental completa de las biomasas antes de ser combustionadas.
Description
Keywords
PELLETS
Citation