Eficiencia de una caldera aquatubular al quemar cuatro cultivares de caña de azúcar

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.9859

Palabras clave:

Cogeneración; Cultivares de caña de azúcar; Eficiencia energetica; Caldera.

Resumen

La creciente demanda de energía procedente de fuentes renovables busca cada vez más implementar sistemas de producción energética eficientes. Así, el objetivo de este trabajo es determinar la eficiencia térmica de una caldera aquatubular que quemará el bagazo de cuatro cultivares de caña de azúcar: SP 80-1816, RB72-454, SP80-3280 y SP81-3250. Esta eficiencia se determinará mediante los métodos de cálculo: PCI - menor poder calorífico, PCS - mayor poder calorífico y método directo. Estos cultivares fueron sembrados en la región centro-sur de Brasil donde se encuentran los mayores productores de caña de azúcar del país. Los resultados obtenidos muestran la importancia del análisis energético que cada cultivar aporta para la cogeneración energética, así como los beneficios que influirán directamente en su cadena productiva para un manejo controlado. Entre los beneficios del manejo controlado están: maximizar los procesos y optimizar el uso energético de cada cultivar. La eficiencia óptima de la caldera en la producción de energía en relación a la producción de vapor depende de las variables intrínsecas de cada cultivar, como el bagazo y el contenido de humedad. Al calcular la eficiencia de la caldera, la variedad SP 80-1816 resultó ser más ventajosa en relación a las demás, considerando las mismas características del proceso de producción, región de siembra, tiempo de cosecha y el mismo tipo de caldera utilizada. Aún relacionado con el estudio, el cultivar SP 80-1816 requiere una menor cantidad de bagazo en la alimentación de la caldera para producir calor, lo que se traduce en una mayor producción de energía considerando la misma cantidad de bagazo de las variedades estudiadas.

Citas

Acosta, J. The boiler efficiency fueled bagasse. International Sugar Journal. 97(1158), 248- 255, 1995.

Aidun, A. R. Free settling of fibres in fluids, Ph.D Thesis, Faculty of Chemical Engineering, Syracuse University, New York, 1956.

Alarcón, G. A. R., Jústiz, M. A. B. Industrial device for drying and classifying sugar cane bagasse, International Sugar Journal, 95(1133), 319-322.

Aralde, L. E., Tosi, E., Tapiz, L., Paz, D., Cárdenaz, G. J. Determinação da velocidade de transporte pneumático do bagaço de cana de açúcar, Revista Industrial y Agrícola de Tucumán, 69, 15-22.

ANEEL, National Electric Energy Agency. Electricity matrix. [S. l.], 1.tri. 2019. Retrieved from <http://www2.aneel.gov.br/aplicacoes/capacitybrasil/OperacaoCapacityBrasil.cfm.>

Antunes, J. F. G., Azania, C. A. M., Azania, A. A., Padua, M. Environmental impacts of sugarcane burning. Cultivar Magazine, 2019.

Arnao, Juan Harold Sosa. Bagasse Aquatubular Boilers - Study of the Energy Recovery System. Advisor: Prof. Dr. Silvia Azucena Nebra de Pérez. 2007. 257 f. Thesis (Doctorate) - Graduate Commission In Mechanical Engineering Department Of Energy, Campinas, 2007. Retrieved from <http://repositorio.unicamp.br/jspui/bitstream/REPOSIP/26507 1/1/SosaArnao_JuanHarold_D.pdf>.

Bailliet, V. J. Bagasse drying versus air pre-heating, The Sugar Journal, 38(10), 52-53.

Baloh, T., Wittwer, E. Energy Manual for Sugar Factories, (2nd ed.), Verlag Dr. Albert Bartens, 1995.

Balanço Energético Nacional 2019. Rio de Janeiro: Energy Research Company, 2019. Retrieved from <http://www.epe.gov.br/pt/publicacoes-dados-abertos/publicacoes/balanco-energetico-nacional-2019>.

Botelho, M. H. C. Boiler operation - Management, control & maintenance. São Paulo: Blucher, 2011.

Camargo, C. A. Energy conservation in the sugar and alcohol industry: Manual of recommendations. São Paulo: Technological Research Institute, 1990. 796 p.

Climate Change. Third National Communication of Brazil to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Translation: Brazil's Third National Communication to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Brasília: [s. n.], 2016. 3, 336.

Contreras, A. M., Pink, A.., Pérez, M., Langenhove, H. V., Dewulf, J. Comparative life cycle assessment of four alternatives for using by-products of cane sugar production. Journal of Cleaner Production, Amsterdam, 17, 772-779.

Cortez, L. A. B., Lora, E. E. S., Gómes, E. O. Biomass for energy. Campinas: Unicamp, 2008.

Dekker, M. (ed.). Industrial Boilers and Heat Recovery Steam Generators. United States Of America: Marcel Dekker, Inc, 2003. 618.

González, M. S., Centeno, F. O. Evaluation of the combustion of bagasse & sugarcane straw in an AMD industrial boiler furnace based on CFD modeling. 2015. Thesis (Doctorate) - Federal University of Itajubá - Institute of Mechanical Engineering Postgraduate Program in Mechanical Engineering, Itajubá, 2015.

Hassuani, S. J., Verde Leal, M. R. L., De Carvalho Macedo, I. Biomass power generation. Sugar cane bagasse and trash. Piracicaba, PS, Brazil: UNDP, CTC 2005.

Hugot, E. Handbook of Cane Sugar Engineering. (3rd ed.), Amsterdam: Elsevier Science Publishers B.V., 1986. 1186p.

Innocent, A. F. Cogeneration from residual sugarcane biomass - Case study. 2011. 124p. Dissertation (Master in Agronomy / Energy in Agriculture) - Paulista State University “Júlio de Mesquita Filho”, Botucatu, 2011.

Institute Of Energy And Environment Of The University Of São Paulo. Biomass atlas. São Paulo, 2012. Retrieved from<http://www.iee.usp.br/gbio/?q=livro/atlas-de-biomassa>.

Jenkins, B. M., Baxter; L. L., Miles Jr., T. R., Miles, T. R. Combustion properties of biomass. Fuel Processing Technology, Amsterdam, 54, 17-46.

Jenkins, B. M., Ebeling, J. M. Thermochemical properties of biomass fuels: an analysis of 62 kinds of biomass for heat value. California Agriculture, June 1985. 14-16.

Lima, A. D. Optimization of the use of sugarcane straw. 2009. Thesis (Doctorate) - Universidade Estadual Paulista - Faculty of Agronomic Sciences, Botucatu, 2009. Retrieved from <https://repositorio.unesp.br/handle/11449/90515?show=full>.

Lopes Silva, D. A., Delai, I., Delgado Montes, M. L., Ometto, A. R. Life cycle assessment of the sugarcane bagasse electricity generation in Brazil. Renewable & Sustainable Energy Reviews, Amsterdam, 32, 532-547, 2014.

Lora, Electo Eduardo silva; Nascimento, Marco Antônio Rosa do. Thermoelectric Generation - Planning, Design and Operation. Rio de Janeiro: Interciência, 2004.

Meirelles, A. J. A., Drying sugarcane bagasse in a fluidized bed in a fluidized bed. State University of Campinas, 1984, Dissertation (Master's).

Ministry Of Science, Technology And Innovation (Brasilia). Secretariat of Policies and Programs of Research and Development. General Coordination of Global Climate Change. Third National Communication of Brazil to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Translation: Brazil's Third National Communication to the United Nations Framework Convention on Climate Change. Brasília. 3, 336. Retrieved from <https://unfccc.int/resource/docs/natc/branc3v3.pdf>.

Ometto, A. R., Hauschild, M. Z., Roma, W. N. Lifecycle assessment of fuel ethanol from sugarcane in Brazil. International Journal of Life Cycle Assessment, Berlin, 14, 236-247, 2009.

Sampaio, R. P. Case study of the possible deleterious effects caused by the fuel derived from the residue (CDR) in boilers aimed at the production of electric energy burning mainly sugarcane bagasse. Advisor: Prof. Dr. Josmar Davilson Pagliuso. 2014. Dissertation (Master) - São Carlos School of Engineering, University of São Paulo. 2015.

Santini, J. B., Telhado, D. In: Santini, J. B., Roof, D. Mechanical-structural design of steam boilers. Petroblog.

Soares, P. A., Rossell, C. E. V. The sugar and alcohol sector & the technological domain. São Paulo: Naippe / USP, [2006].

TGM WEG Energia, Feasibility study for small thermoelectric plants.

Van der Poel, P. W., Schiweck, H., Schwartz, T. Sugar Technology Beet and Cane Sugar Manufacture. Berlin, Verlag Dr. Albert Bartens KG, Germany, 1998, 1118p.

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Publicado

26/11/2020

Cómo citar

DIAS, M. C. .; SILVA, A. M. B. da .; ROGÉRIO JUNIOR, L. . Eficiencia de una caldera aquatubular al quemar cuatro cultivares de caña de azúcar. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 11, p. e5469119859, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i11.9859. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/9859. Acesso em: 22 dic. 2024.

Número

Sección

Ciencias Exactas y de la Tierra