Análisis térmico del biogás confinado en la cubierta flexible de un biodigestor

Abstract

Este trabajo muestra el proceso de análisis térmico computacional realizado en un biodigestor de propiedad de la empresa RICO POLLO SAC., que permitirá predecir el comportamiento térmico interno del biogás producido en un biodigestor anaerobio de tipo laguna cubierta con una membrana flexible de polietileno de alta densidad PEAD. Debido a la peligrosidad de realizar mediciones internas por la cantidad de H2S presente en el biogás, nocivo para la salud, y el riesgo de explosividad (por la presencia del gas inflamable metano) que representaría algún método invasivo de medición de propiedades, la simulación computacional provee información confiable. En el capítulo 1, se brinda información de la empresa y los trabajos realizados por la misma. En el capítulo 2, se describen las instalaciones y el proceso de generación de biogás. En el capítulo 3 se calculan las propiedades del biogás a partir de una composición típica producida por digestión de residuos excretas de las granjas porcinas, tales como la gravedad específica, propiedades pseudocríticas, el factor de compresibilidad, la densidad, factor de formación de biogás seco, el contenido de humedad, el contenido de H2S, la capacidad calorífica y la viscosidad del biogás a condiciones de operación medidas in situ. También se calcula el volumen del gas confinado y el área externa de la superficie de la cubierta de PEAD. En el capítulo 4, se realiza el análisis térmico computacional utilizando el programa SOLIDWORKS FLOW SIMULATION, y se valida los resultados calculados con la ayuda del programa ASPEN HYSYS. Finalmente, en el capítulo 5, se presenta el análisis y post-procesamiento de los trazados para obtener CFDs, y graficas que permiten la comprensión del fenómeno que involucra la transferencia de calor y el flujo de fluidos, además de obtener valores útiles para el diseño de biodigestores y el manejo del biogás.