Generación de Energía a partir de Residuos Sólidos Urbanos. Estrategias Termodinámicas para Optimizar el Desempeño de Centrales Térmicas

Resumen: Se determinan estrategias termodinámicas para la conversión energética de Residuos Sólidos Urbanos (RSU) en plantas de incineración bajo condiciones sub-estequiométricas. La valoración energética de RSU es una alternativa para mitigar los impactos ambientales que genera su disposición final, siendo la producción de RSU de la ciudad de Medellín (Colombia) de aproximadamente 1800 ton/día. El análisis se lleva a cabo mediante un modelo en equilibrio termoquímico del proceso de gasificación, donde se estudia el efecto del contenido de humedad y la relación equivalente combustible-aire en el proceso termoquímico. El potencial energético de los RSU de la ciudad es de 28 a 44 MW eléctricos. Las estrategias termodinámicas para aprovechar energéticamente los RSU en plantas de incineración bajo condiciones sub-estequiométricas, de modo autotérmico y evitando la fusión de cenizas, establecen que el proceso se debe llevar a cabo con una relación equivalente combustible-aire de gasificación entre 1.5 y 3.3, independiente del contenido de humedad de los RSU. Abstract: In this study, thermodynamic strategies are determined for the energy conversion of Municipal Solid Wastes (MSW) in incineration plants under sub-stoichiometric conditions. Energy generation from MSW is an alternative to mitigate the environmental impacts derived by their final disposal, being the production rate of MSW in Medellin city (Colombia) of about 1800 ton/day. The analysis is conducted by means of a thermochemical equilibrium model of the gasification process, where the effect of moisture content and fuel-air equivalence ratio on the thermochemical process is studied. The energy potential of MSW from the city is between 28 and 44 MWe. The thermodynamic strategies for energy recovery from MSW in incineration plants at sub-stoichiometric conditions, under auto-thermal regimens and avoiding ash fusion, establish that the process must be carried out with a fuel-air equivalence ratio between 1.5 and 3.3, regardless of the moisture content of the MSW.