Generación de energía a partir de la oxidación en dos etapas con residuos sólidos urbanos de la ciudad de Bucaramanga

Abstract

El siguiente documento tiene como objetivo comprobar, mediante simulación, la posibilidad de generación de energía mediante la tecnología conocida como oxidación en dos etapas, utilizando como fuente de alimentación los residuos sólidos urbanos de la ciudad de Bucaramanga, esto como medio de aprovechamiento de los residuos ante la problemática de disposición final existente en el relleno sanitario de la ciudad. El sistema de oxidación es dos etapas se modela como un gasificador de tipo updraft que utiliza como agente gasificante aire. Como entrada al proceso se usa la composición teórica de los RSU de la ciudad, que presentan un poder calorífico de 16.465,434 kJ/kg. El proceso de la gasificación se realizó en el software Aspen Plus, definiendo las condiciones de las corrientes de ingreso y de trabajo de las diferentes fases, teniendo siempre en cuenta que los valores concordaran con información de estudios previo para asegurar la veracidad de los datos. También se estipulan las reacciones típicas que ocurren en las zonas de reducción y oxidación de un gasificador de este tipo. El proceso de generación de energía se realiza con ayuda del software Matlab y de la herramienta de cálculo EES, donde se determina la generación de energía mediante la turbina de vapor de un ciclo Rankine, vapor generado gracias al aprovechamiento de calor de los gases de combustión de la oxidación en dos etapas. Los resultados muestran que, con una relación de equivalencia de 0,2 se logra el mejor aprovechamiento energético de los residuos, lográndose un valor de calor de 1.069.170 kJ/h en los gases de combustión que se traducen, en la generación de energía eléctrica, en 819.850 kWh/año. También, con esta RE se logra el control de las emisiones liberadas a la atmosfera, siendo los componentes liberados principalmente H2O, CO2, N2 y O2, además se confirma con la resolución 058 de 2002 del Ministerio de Ambiente de Colombia, que las emisiones de los agentes contaminantes se encuentran dentro de los límites permitidos. Con el desarrollo y funcionamiento de esta tecnología se logra la utilización y aprovechamiento de 840 toneladas de residuos sólidos urbanos al año.