Artículos regulares/Simulación y control

 

Simulación del proceso termoquímico sugerido para el aprovechamiento de los lodos residuales como fuente de energía alterna

 

Thermochemical process simulation suggested for sewage sludge application as source of alternative energy

 

Y.S. Pliego-Bravo*, M. E. García-Reyes, G. R. Urrea-García y M. Vergara-Hernández

 

Instituto Tecnológico de Orizaba. Av. Instituto Tecnológico No.852 Col. Emiliano Zapata C.P. 94320 Orizaba, Veracruz. México. *Autora para la correspondencia. E-mail: ypliego2882@yahoo.com.

 

Recibido 12 de Agosto 2013.
Aceptado 16 de Marzo de 2014.

 

Resumen

El propósito de este trabajo fue aplicar los lodos residuales de la planta de tratamientos de aguas residuales del Fideicomiso del Alto Río Blanco, Veracruz (FFRIOB). Se determinaron características fisicoquímicas y microbiológicas de los lodos, análisis elemental (C, H, O, N y S), contenido de metales pesados. Se determinó el Poder Calorífico Inferior (PCI) y Poder Calorífico Superior (PCS) para su valoración como fuente de energía, la termogravimetría y calorimetría diferencial de barrido para determinar el comportamiento de los lodos al ser sometidos a diferentes temperaturas. Los datos generados en la caracterización fueron utilizados en la simulación del proceso de gasificación y esta fue realizada mediante el programa Aspen Plus. Se obtuvo una eficiencia del gas frío (η_CGE) die 88.79% al gasificar con oxígeno contrastando con la η_CGE de 71.9% al gasificar con aire. Se disminuyen los costos en el proceso de secado de lodos al gasificarlos con un contenido de humedad del 30 % con aire y 10% de humedad con oxígeno. De acuerdo a las características de los lodos residuales y a los resultados de la simulación, se concluyó que los lodos de la planta de tratamiento de aguas son adecuados para uso como fuente de energía alterna.

Palabras clave: lodos residuales, energía alterna, proceso termoquímico, simulación de procesos, eficiencia del gas frío.

 

Abstract

The purpose of this study was to apply the sewage sludge from the wastewater treatment plant from Fideicomiso del Alto Río Blanco, Veracruz (FIRIOB). Physicochemical and microbiological characteristics were determined of the sludge, elemental analysis (C, H, O, N and S) heavy metal content. The Lower Heating Value (LHV) and the High Heating Value (HHV) were determined for evaluation as an energy source, thermogravimetry and differential scanning calorimetry to determine the behavior of the sludge when subjected to different temperatures. Data generated in the characterization of sludge were used in the simulation and this was carried out by Aspen Plus. Cold gas efficiency (η_CGE) of 88.79% was obtained by gasifying with oxygen in contrast to the 71.9% η_CGE by gasifying with air. Costs are reduced in sludge drying process to gasify with a content of 30% humidity with air and 10% humidity with oxygen. According to the characteristics of sludge and simulation results, it was concluded that the sludge from the wastewater treatment plant are suitable for use as a source of alternative energy.

Keywords: sewage sludge, alternative energy, thermochemical process, process simulation, cold gas efficiency.

 

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