BioBoiler

Proiektu honetan EBZNaren eta NUPen arteko lankidetzaren helburu orokorra da bioerregai solidoak erabiltzen dituzten errekuntza-galdara industrialen diseinurako eta eragiketarako tresna erabilgarriak garatzea eta baliozkotzea gaur egun lanean ari diren merkataritza-instalazioetan saiakuntzak eginez. Biomasa-galdaren diseinuan eta eragiketan kontuan hartu beharreko funtsezko alderdietako bat errautsen portaera urgarria da, beren konposizioaren izaeragatik elementu ez-organikoei dagokienez, prozesuaren eraginkortasunean eta instalazioaren balio-bizitzan eragina duten eragiketa-arazoak sortzen baititu; honakoak, esaterako:

Galdararen sutegian material urtuak egoteagatik zepak sortzea.
Ohantzea sinterizatzea ohantze fluidizatuko teknologiak dituzten instalazioetan. Horrek ohantzea defluidizatzeko arazoak sor ditzake eta, ondorioz, instalazioa gelditu beharra ager daiteke.
Bero-trukagailuetan metaketak sortzea, partzialki urtutako faseak daudelako, prozesuaren eraginkortasuna murrizten dutenak.
Bero-trukagailuetako korrosioa, kloro-gatzak daudelako.

Tresnak garatzeko eta ondoren baliozkotzeko, benetako eragiketa-saiakuntzak egiten dira gaur egun errekuntza-galdarako hainbat teknologia eta biomasa-motarekin lan egiten duten hainbat enpresarekin. Guztira 36 hilabeteko epean, proiektua 4 lan-fasetan garatuko da, eta fase horiek modu paraleloan gauzatuko dira.

Horretarako, BioBoiler proiektuak metodologia alternatiboak erabiltzea planteatzen du, galdarako errautsen portaera urgarria zehatzago eta baita aldez aurretik ere ebaluatzeko eta monitorizatzeko aukera emango duten tresnak garatzeko. Horretarako, proiektuaren helburu espezifikoek honako hauek garatzea eta baliozkotzea barne hartzen dute:

Tresna prediktibo bat: galdaren diseinura bideratua, biomasa motaren eta jarduteko parametroen aldakuntzaren arabera sortutako errautsen portaera urgarria ebaluatzeko aukera ematen duena.
Kontrol-tresna bat: instalazioko ohantzearen baldintzak identifikatzea ahalbidetuko du, sinterizazio-arazoak aurretiaz detektatu ahal izateko eta instalazioa gelditzea saihesteko.

Eredu termokimikoa (TK) eta fluidodinamikoa (FD) garatzea eta integratzea barne hartzen duen tresna prediktiboak galdarak biomasaren konposizio-datuetatik eta galdararen konfiguraziotik abiatuta diseinatzeko aukera emango du, eta ezaugarri hauek izango ditu:

Galdarako hainbat puntutan (parrillan/ohantzean, sutegian, gainberogailuetan eta lurrungailuetan) dauden errautsen eta konposatuen konposizioa kalkulatzen du.
Galdarako tenperatura-profilaren eta errautsen konposizio kalkulatuaren arabera, puntu bakoitzean urtutako errautsen frakzioa kalkulatzen du.
Galdararen eremu bakoitzean T15 eta T70 (errautsaren % 15 eta % 70 urtuta daudeneko tenperaturak) kalkulatzeko eta horiek galdara diseinatzeko irizpide gisa aplikatzeko aukera ematen du.
Erregaien nahasketa optimizatzea eta gehigarrien eragina ebaluatzea ahalbidetzen du, zikintze-, korrosio- eta zepatze-arazoak saihesteko.

Bestalde, kontrol-tresna gisa, ohantzea osatzen duen materialaren egoera urgarriaren jarraipen erregularra egingo da ohantze fluidizatuko galdaretan, aldi bereko analisi termikoaren bidez. Horri esker, urtutako solidoaren portzentaje-kurbaren desplazamendua detektatu ahal izango da tenperaturaren aldean kontrol puntu batekiko (solidoaren % 15 urtuta dagoeneko tenperatura, T15). Horrek, aldi berean, honako hau ahalbidetuko du:

Instalazioa gelditu baino lehen ekintza aringarriak eragitea (adibidez: ohantzearen materiala ordeztea).
Urtutako solidoaren kurban bat-bateko aldaketak gertatzen direnean, elikatzeko erabilitako biomasa-loteak ebaluatzea portaera urgarrian izandako aldaketaren arrazoiak identifikatzeko.

Orain arteko urte eta erdian, proiektuak lan-sistematikaren eta aplikatu beharreko ereduen printzipioen oinarriak finkatu ditu, baita baliozkotze esperimentalerako beharrezko informazioa ere:

Bi galdara-operadorerekin jarri ziren harremanetan: Smurfit Kapparekin (Zangoza) 2018ko azaroan; eta ENCErekin (Huelva) 2019ko otsailean. Bi kasuetan, simulazio- eta iragarpen-ereduak garatzeko behar diren aldez aurreko datuak identifikatu dira, eta informazio-beharrak azaldu zaizkio galdara-operadoreari. Gaur egun ENCEko instalazioarekin ari dira lanean.
Bidalitako informazioarekin, laginak hartzeko protokoloak zehaztu ziren. Protokolo horietan, laginketa-plan bat eta simulazioak baliozkotzeko beharrezkoak diren prozesu-parametroen identifikazioa jasotzen dira.
Eredu termodinamikoa proposatu da, simulazio-etapak instalazioaren konfiguraziora egokituta; eta, gainera, atrizioko eta elutriazioko bi azpieredu garatu dira.
Fluidoen dinamika konputazionalaren (CFD) modelizaziorako, espezie kimikoen turbulentzia, erradiazio eta erreakzio ereduak ezarri dira. 2019an zehar, CFD modelizazioan egin diren ahaleginak fluidoen eta solidoen dinamika, partikula-ohantzea barne, bereizita aztertzera bideratu dira.
Horrez gain, kalkuluen oinarriak definitu dira; eta tresna bat ezarri da, aldi bereko azterketa termikoko saiakuntzetatik abiatuta ohantzea osatzen duen materialaren egoera urgarria monitorizatzea ahalbidetuko duena.

Azkenik, adierazi behar da 2019ko iraila eta urria bitartean 4 kanpaina esperimental egin direla ENCErekin (https://ence.es/) lankidetzan; eta, beraz, dagoeneko hartu direla laginketa-protokoloaren bidez lortutako laginak. Lagin horiek analisi-prozesuan daude modelizaziorako input gisa beharrezkoak diren datuak lortzeko eta planteatutako ereduak baliozkotzen aurrera egiteko.