Estudio exergoambiental de la implementación de un sistema de co-combustión biomasa-biogás, en una caldera de parrilla fija de una planta extractora de aceite.

El objetivo de la presente investigación fue realizar un análisis exergoambiental que permita establecer indicadores para evaluar el desempeño ambiental de una planta generadora de vapor, cuando es operada de cuatro formas distintas: convencional, co-firing, cogeneración y co-firing -cogeneración. Se realizaron balances de masa, cálculos de la eficiencia térmica del sistema, análisis exergético, análisis del ciclo de vida y análisis exergoambiental a la planta en sus diferentes escenarios de operación utilizando Aspen PLUS 10.0® y SimaPro 9.0®. Con los resultados obtenidos, se calcularon tres variables exergoambientales, estableciéndose el coeficiente de desempeño exergoambiental η_B, el flujo de impacto ambiental asociado a la exergía destruida B ̇_D y el flujo de impacto ambiental total de sistema B ̇_TOTAL para cada forma de operación de la planta. Se pudo concluir que las máximas eficiencias térmica y exergética de la planta son de 65,9% y 34% respectivamente, cuando el sistema realiza cogeneración de energía. Adicionalmente, la planta de vapor presenta el mejor desempeño ambiental cuando realiza co-firing con cogeneración de energía, con un valor mínimo de 0,98 Pt/t. Por último, se determinó que cuando el sistema realiza co-firing biomasa-biogás, presenta el menor flujo de impacto ambiental total B ̇_TOTAL con un valor de mínimo de 55,77 Pt/h

The objective of this research was to conduct an exergo-environmental analysis to stablish indicators for evaluating the environmental performance of a steam generation plant, when operated in four different ways: conventional without co-firing, conventional with co-firing, conventional with cogeneration and conventional with both co-firing and cogeneration. Mass balances, thermal efficiency calculations of the system, exergetic analysis, life cycle analysis, and exergoenvironmental analysis were performed on the plant under its different operating scenarios using Aspen PLUS 10.0® and SimaPro 9.0®. Using the obtained results, three exergo-environmental variables were calculated: the exergo-environmental performance coefficient η_B, the environmental impact flow associated with the destroyed exergy B ̇_D, and the total environmental impact flow of the system B ̇_TOTAL, for each operational mode of the plant. It was concluded that the maximum thermal and exergetic efficiencies of the plant are 65.9% and 34% respectively, when the system engages in cogeneration of energy. Additionally, the steam plant exhibits the best environmental performance when it performs co-firing with cogeneration of energy, with a minimum value of 0.98 Pt/h. Finally, it was determined that when the system engages in biomass-biogas co-firing, it has the lowest total environmental impact flow B ̇_TOTAL with a minimum value of 55.77 Pt/h.

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