Publication: Caracterización de contaminantes orgánicos generados en la gasificación de residuos
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2013-12-20
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
La gasificación es una tecnología que produce una fuente de energía renovable mediante la aplicación del gas generado en turbinas o motores. Sin embargo uno de los mayores problemas es la reducción de los altos niveles de alquitranes presentes en el gas de gasificación. El análisis de los alquitranes es de gran interés dado que determina la limpieza y aplicación del gas. El muestreo clásico de alquitranes se ha venido realizando mediante borboteadores con un disolvente orgánico; sin embargo,debido a la complejidad de este sistema de muestreo se han buscado alternativas como los cartuchos de adsorción en fase sólida (SPA). Los objetivos del trabajo son evaluar la utilización de SPA para el muestreo de alquitranes y compararlos con el sistema de muestreo tradicional en una planta de
gasificación de lodos de depuradora. Se eligieron 4 clases de cartuchos comerciales determinándose que el más adecuado para el muestreo y análisis de alquitranes eran los cartuchos SupelcleanTM ENVI-Carb/NH2. Se determinó que la capacidad es superior a los niveles de alquitranes esperados. Se determinó que la presencia de agua, H2S y NH3 en el gas no altera su capacidad de retención aunque la presencia de hidrógeno y metano puede alterar la capacidad de retención de los compuestos volátiles. Se encontró que ambas metodologías producían resultados análogos para los alquitranes totales y BTX, mientras que para los PAH’s se obtienen mayores concentraciones con cartuchos excepto cuando la concentración es estos compuestos en el gas de
gasificación es baja. El cálculo de incertidumbres determinó que la incertidumbre asociada al muestreo con cartuchos es menor. Además, la utilización de SPA implica un muestreo más sencillo, mayor rapidez en la toma de muestras y obtención de resultados, menor consumo de disolventes y menor coste por muestra.
[ABSTRACT] Gasification technology can produce renewable energy using the gasification gas in turbines or engines. Nevertheless, the application of this technology in power
markets is limited by the high levels of tar present in the gasification gas. The analysis of tar is very important because it determines the gas cleaning steps and the
gas application. Tar sampling has been performed traditionally using a series of impinger bottles filled with an organic solvent, but because its drawbacks, other sampling strategies are being studied such as solid-phase adsorption (SPA). The aim of this study was to evaluate the utilization of SPA for tar sampling in the gasification of sewage sludge and to compare this sampling system with the
traditional tar sampling in a real gasification plant.
To evaluate the utilization of SPA to tar sampling, four commercial cartridges were selected, and it was determined that the most suitable for sampling and analysis of
tars were SupelcleanTM ENVI-Carb/NH2 cartridges. The capacity of the cartridges was evaluated showing that it is higher than the concentration tar level expected. No
significant differences were observed in the retention capacity when water, ammonia or hydrogen sulphide in the gas stream were present but the presence of hydrogen
and methane in the gas decreased the retention capacity of volatile compounds. The performance of both analytical methodologies was compared. Both methodologies yield similar results for total tar and BTX while higher levels of PAH’s
were obtained when using cartridges except when their concentration in the gasification gas was low. The uncertainty associated with the SPA is lower than the
uncertainty associated with impinger tar sampling system for the majority of the compounds analysed and the use of SPA for tar sampling is easier, faster, decreases the volume of solvent used and reduce the cost per sample.
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Química Analítica, leída el 19-09-2013