Selección y diseño de un intercambiador de calor para la degradación de biomasa de lodos residuales de una planta piloto de gasificación en agua supercrítica.

Abstract

Se ha seleccionado y diseñado un tipo de intercambiador de calor apropiado para degradar biomasa de lodos residuales, que es parte de un proyecto que se propuso al INER con el fin de diseñar y construir una planta piloto para la obtención de hidrógeno, por gasificación en agua supercrítica a partir de estos lodos. En la fase de recopilación de información se estudió la biomasa de lodos residuales, el proceso y tratamiento a seguir del fluido, para conocer sus propiedades antes del ingreso a la planta. Seleccionado el tipo de intercambiador de calor, se procedió a diseñar uno de coraza y tubos, porque según condiciones y factores este tipo de equipos son los más adecuados a los requerimientos del proyecto. En el diseño térmico, se determinó un calor requerido de y un área de transferencia de calor de . Los lodos residuales ingresarán a los tubos para ser calentados desde temperatura ambiente aprovechando la recuperación de calor a la temperatura requerida (317°C), con una presión de , el cual se considerará como agua por su similitud en composición porque este fluido no se ha caracterizado. El vapor de agua es el fluido caliente proveniente de un reactor que ingresará a la coraza a y se enfriará a . En el diseño hidráulico se calculó la caída de presión la cual es despreciable y la distribución del haz de tubos en el equipo. Y en el diseño mecánico, se establecieron materiales que gran parte son de acero inoxidable austenítico, los espesores y las juntas de cada uno de los elementos que conforman el intercambiador. Al ser una primera investigación y diseño piloto, se recomienda profundizar el diseño en otros tipos de intercambiadores para comparar y validar el más óptimo para este tipo de tecnología.