Carbonización de biomasa

Carbonización hidrotermal de biomasa. Tecnologia
Ingelia ha desarrollado industrialmente un proceso de carbonización hidrotermal (HTC) de biomasa que permite la obtención de un biocombustible sólido de elevado PCI (poder calorífico) y baja humedad, alto rendimiento en la combustión y sin cuotas de emisiones de CO2; a partir de diferentes tipos de materia orgánica. Del desarrollo industrial realizado por Ingelia, hemos patentado tanto el sistema de control y temperatura como el reactor de flujo invertido.
El desarrollo de la tecnología HTC y su aplicación a nivel industrial fue posible gracias a la labor científica realizada por el premio Nóbel Friedrich Bergius hace aproximadamente 100 años y posteriores desarrollos realizados entre otros por el Max Planck Institut. Ingelia ha diseñado y construido una Planta de Carbonización Hidrotermal de Biomasa a escala industrial y en continuo que demuestra la viabilidad de la aplicación industrial de esta tecnología. Actualmente, Ingelia continua con las labores de I+D del proceso trabajando conjuntamente con el Instituto de Tecnología Química de la Universidad Politécnica de Valencia – CSIC.
El proceso HTC deshidrata los hidratos de carbono bajo ciertas condiciones de presión, temperatura y entorno ácido, en tiempos relativamente cortos (de 4 a 16 horas).

HTC_Imagen_Microscopio

La gran ventaja que plantea el proceso HTC es que el proceso ocurre en medio acuoso, por lo que la humedad de biomasa de origen no resulta ningún problema.
El proceso permite, por un lado concentrar el poder energético de la biomasa de origen en un biocombustible sólido, y por otro, generar como un agua fertilizada que puede ser reaprovechada en las infraestructuras de riego.

HTC_Esquema

La tecnología de carbonización de biomasa trata distintos tipos de biomasa:

  • Restos de jardinería, poda y limpieza de bosques
  • Residuos orgánicos industriales: fruta, verdura, etc.
  • Lodos de depuradoras

La valorización energética del biocombustible obtenido se puede realizar tanto a través de aplicaciones térmicas como de sistemas de cogeneración eléctrica.

Biocombustible sólido HTC

El biocarbón obtenido resuelve los problemas de los biocombustibles sólidos actuales:

  • HTC_CoalEs relativamente homogéneo, a partir de diferentes biomasas de entrada
  • Concentra la energía de la biomasa original, PCI de hasta 6.000 Kcal./Kg., con un contenido de carbono de entre el 54% al 62%
  • Permite una combustión uniforme por tanto los equipos de combustión son más económicos
  • Con transformación en pellets de carbón se consigue una alta densidad energética, por lo que disminuyen los costes logísticos. Además se consigue un comportamiento hidrófobo, importante para su almacenamiento y transporte vía marítima.
  • Su combustión es “CO2-neutral”, por lo que no implica cuotas de emisiones
  • Se produce en forma porosa debajo de agua por lo que resulta fácil la aplicación de procesos de prensado – secado
  • Elementos como K, Cl., etc. se disuelven en la fase líquida, resultando un carbón con baja salinidad y puntos de fundición de cenizas por encima de 1250º C
  • Diferentes post-tratamientos permiten adecuar y mejorar la calidad del carbón
  • Versatilidad para su utilización final: generación eléctrica, co-combustión, pelletización, venta, combustión in situ para producción de calor,…

HistoriaHTC_Bergius
El proceso de carbonización hidrotermal (HTC) fue descrito inicialmente por Friedrich Bergius en 1913, pero su aplicación industrial no fue desarrollada por el inicio de la época del petróleo. La aplicación del proceso HTC para tratamientos de residuos de biomasa fue investigado y desarrollado por el Prof. M. Antonietti del Max Planck Institute of Colloids and Interfaces (MPI) recientemente, publicando sus resultados en 2006.

En la actualidad Ingelia mantiene un acuerdo de colaboración científica con el Instituto de Tecnología Química (ITQ) de la Universidad Politécnica de Valencia, capitaneado por el profesor Avelino Corma (CSIC)
A fecha de hoy, el proceso resulta ser una opción válida para el tratamiento de diversos tipos de biomasas, tanto para todos los tipos de biomasa de origen vegetal (jardinería, forestal, agrícola,…) como también residuos orgánicos urbanos y fangos de depuradoras de agua.
El desarrollo industrial de Ingelia demuestra la viabilidad técnica y económica a nivel industrial del proceso de carbonización hidrotermal.