Diseño de una planta de gasificación por plasma para el tratamiento de RSU de un vertedero controlado en el Somontano

Abstract

El proyecto presenta el diseño de una planta de gasificación por plasma para el tratamiento de RSU del vertedero de Gazo, en la comarca del Somontano. Se pretende, por un lado, cumplir con las medidas impuestas por la Economía Circular, según la cual en 2020 se debe limitar la eliminación de residuos sólidos urbanos en vertederos controlados en un 10%. Por otro lado, se considera necesaria una alternativa con la que se reduzca la contaminación y se logre un mayor aprovechamiento energético de los residuos. Mediante la gasificación por plasma, los residuos se someten a un proceso termodinámico a altas temperaturas, de entorno los 2000ºC, transformándose así en un gas de síntesis sin apenas contaminantes. Este gas de síntesis se hace pasar por un ciclo Rankine, donde se reduce la temperatura del gas y se emplea dicho calor para evaporar agua y mover una turbina, generando energía eléctrica. El diseño del proyecto incluye un reactor Shift, en el cual se aumenta la composición de hidrógeno del gas de síntesis, para su posterior utilización mediante pilas de combustible. Con la ayuda de la empresa Materiales Renovados, se ha diseñado una planta de gasificación para gestionar 184,5 Tm. de residuos diarios, obteniéndose un gas de síntesis con un poder calorífico de 29.802 kW. Se ha empleado para alimentar pilas de combustible tipo PEM, estimando una producción anual de 45.625 MWh. Finalmente se ha hecho una valoración económica, incluyendo los costes y los ingresos derivados del proceso.

The project presents the design of a gasification plant for the treatment of MSW of Gazo’s landfill, in the Somontano region. It is intended, on the one hand, to comply with the measures imposed by the Circular Economy, according to which in 2020 the elimination of urban solid waste by landfills must be reduced to a 10%. On the other hand, it is considered necessary an alternative to reduce pollution and achieve a greater energy use of waste. Through plasma gasification, the waste undergoes a thermodynamic process at temperatures around 2000ºC, producing a syngas with hardly any contaminants. This syngas is passed through a Rankine cycle, where the temperature of the gas is reduced and the heat is used to evaporate water and move a turbine, generating electricity. The design of the project includes a Shift reactor, in which the hydrogen composition of syngas is increased, for its later use by fuel cells. With the help of the company Materiales Renovados, a gasification plant has been designed to manage 184.5 tons. of daily waste, obtaining a syngas with a calorific value of 29,802 kW. It has been used to power PEM fuel cells, estimating an annual production of 45,625 MWh. Finally, the project shows an economic valuation, including the costs and revenues derived from the process.