Publication: Implementación de un reactor rotatorio para la gasificación solar de carbón
Date
2022-10
Authors
Rivera Iturra, Catalina Angel
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Abstract
En el marco del proyecto FONDAP “Solar Energy Research Center (SERC-Chile)”, en su línea de desarrollo e investigación de almacenamiento y química-solar, el presente trabajo de titulación tiene por objetivo general implementar un reactor rotatorio de medio poroso para la gasificación de carbón utilizando energía solar concentrada.
En primer lugar, se define el estado del arte de los sistemas de gasificación solar que consisten principalmente de una fuente de energía, en este caso energía solar concentrada, un reactor que reciba esta energía y que en su interior contenga la materia prima a gasificar, un agente gasificante, y un gas producto denominado gas de síntesis o syngas. En particular el reactor considerado en este trabajo contiene un medio poroso que permite recircular el calor en su interior.
En segundo lugar, se reconoce el reactor de medio poroso en cuanto a sus dimensiones, material de construcción, entre otros aspectos técnicos. Se diseña y construye la estructura que sostiene el reactor, considerando las funciones que debe cumplir, como son la modificación del ángulo de inclinación, la rotación, los movimientos verticales y horizontales del reactor.
Una vez construida la estructura se implementa un sistema de medición de temperaturas para reactor rotatorio, el cual tiene como función registrar la temperatura en tiempo real al interior del reactor mientras este se encuentre en funcionamiento. El sistema consta de cuatro termocuplas (dos de tipo K y dos de tipo S), una raspberry pi y una batería.
Se realiza una serie de pruebas experimentales para verificar el funcionamiento de la rotación del reactor, su hermeticidad y la medición de temperaturas. A partir de estas pruebas se corrigen algunos errores y se hacen ajustes finos, de manera de asegurar un funcionamiento estable, con y sin material en el interior del reactor. Posteriormente, se realiza el montaje del reactor rotatorio de medio poroso en el sistema de energía solar concentrada y se verifica su óptimo funcionamiento. Con estas pruebas experimentales finales se logra cumplir con el objetivo propuesto de implementar un reactor rotatorio para la gasificación solar de carbón utilizando energía solar concentrada.
Finalmente, se proponen recomendaciones para la operación, como es mantener lubricados los rodamientos, previo a cada operación apretar pernos de la estructura, procurar tener la batería cargada y realizar la maniobra de cambio de ángulo entre dos personas. Para trabajos futuros, se propone lograr una estructura más ancha para incorporar una raspberry pi de seis entradas, y diseñar una pieza que limite el movimiento hacia atrás del reactor al operar a bajos ángulos de inclinación.
Description
Keywords
GASIFICADOR SOLAR , GAS DE SINTESIS