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Effect of primary air preheating and moisture sugarcane bagasse during fixed bed combustion

Efecto del precalentamiento del aire primario y la humedad del bagazo de caña de azúcar durante la combustión en lecho fijo

dc.creatorCastro, Zamir Sánchez
dc.creatorGarcía Bernal, Hugo Reinel
dc.creatorMenjura, Oscar Andrés Mendieta
dc.date2013-05-24
dc.date.accessioned2020-08-04T20:35:34Z
dc.date.available2020-08-04T20:35:34Z
dc.identifierhttp://revista.corpoica.org.co/index.php/revista/article/view/263
dc.identifier10.21930/rcta.vol14_num1_art:263
dc.identifier.urihttp://test.repositoriodigital.com:8080/handle/123456789/4541
dc.descriptionFurnaces used to making jaggery have energy losses due to incomplete combustion of sugarcane bagasse and sensible heat in the flue gases. During jaggery production process, sugarcane bagasse is used as fuel, with mass fractions of humidity between 30% and 50%, which affect the combustion efficiency of a biomass in a fixed bed. Because the air preheating decreases the drying time, its implementation in many biomass combustion systems increases process efficiency. Therefore, in this investigation we studied the influence of the moisture content and the preheating of the primary air on the combustion of bagasse in a fixed bed furnace, by analyzing the profiles of temperature and concentration of the combustion gas. Results showed that increasing in bagasse moisture m reduces the rate of combustion and conversion of carbon to CO2, diminishing the yield of process. When the primary air is preheated to a temperature of 120 ºC, the combustion rate increased, however, only meant an increase in combustion efficiency to a mass fraction of 30% humidity.en-US
dc.descriptionLos hornos utilizados para la elaboración de panela presentan pérdidas energéticas debido a una combus­tión incompleta del bagazo de caña de azúcar y al calor sensible en los gases de chimenea. Durante el proceso de producción de panela, el bagazo de caña de azúcar se  utiliza como combustible, con fracciones másicas de humedad entre 30% y 50%, las cuales afectan el rendi­miento de la combustión de una biomasa en lecho fijo. Gracias a que el precalentamiento del aire disminuye el tiempo de secado, su implementación en muchos sistemas de combustión de biomasa ha incrementado la eficiencia del proceso. Por tanto, en la presente investigación se estudió la influencia del contenido de humedad y el pre­calentamiento del aire primario sobre la temperatura, la composición del gas y la tasa de combustión, mediante un diseño experimental factorial mixto 3x2. Los resul­tados demostraron que el aumento en la humedad del bagazo de caña reduce la tasa de combustión y la con­versión de carbono a CO2, y por tanto, el rendimiento del proceso. Cuando se precalentó el aire primario hasta una temperatura de 120 ºC, la tasa de combustión au­mentó, sin embargo sólo significó un incremento en el rendimiento de la combustión para una fracción másica de humedad de 30%. es-ES
dc.formatapplication/pdf
dc.languagespa
dc.publisherCorporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (Agrosavia)es-ES
dc.relationhttp://revista.corpoica.org.co/index.php/revista/article/view/263/268
dc.sourceCiencia y Tecnología Agropecuaria; Vol. 14 No. 1 (2013); 5-16en-US
dc.sourceCiencia & Tecnología Agropecuaria; Vol. 14 Núm. 1 (2013); 5-16es-ES
dc.sourcerevista Corpoica Ciência e Tecnologia Agropecuária; v. 14 n. 1 (2013); 5-16pt-BR
dc.source2500-5308
dc.source0122-8706
dc.source10.21930/rcta.vol14-num1
dc.subjectbiomass combustionen-US
dc.subjectcombustion yielden-US
dc.subjecttemperature profilesen-US
dc.subjectgas concentration profiles.en-US
dc.subjectCombustión de biomasaes-ES
dc.subjectRendimiento de combustiónes-ES
dc.subjectPerfiles de temperaturaes-ES
dc.subjectPerfiles de concentración de gases-ES
dc.titleEffect of primary air preheating and moisture sugarcane bagasse during fixed bed combustionen-US
dc.titleEfecto del precalentamiento del aire primario y la humedad del bagazo de caña de azúcar durante la combustión en lecho fijoes-ES
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/article
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.citationsAsadullah M, Rahman MA, Ali MM, Rahman MS, Motin MA, Sultan MB. 2007. Production of bio-oil from fixed bed pyrolysis of bagasse. Fuel 86(16):2514-2520. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2007.02.007 Bryden KM, Hagge MJ. 2003. Modeling the combined impact of moisture and char shrinkage on the pyrolysis of a biomass particle. Fuel 82(13):1633- 1644. https://doi.org/10.1016/S0016-2361(03)00108-X Daood SS, Munir S, Nimmo W, Gibbs BM. 2010. Char oxidation study of sugar cane bagasse, cotton stalk and Pakistani coal under 1% and 3% oxygen concentrations. Biomass and Bioenergy 34(3):263-271. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2009.10.014 Demirbas A. 2004. Combustion characteristics of different biomass fuels. Progress in Energy and Combustion 30(2):219-230. https://doi.org/10.1016/j.pecs.2003.10.004 Doherty W, Reynolds A, Kennedy D. 2009. The effect of air pre¬heating in a biomass CFB gasifier using ASPEN Plus simulation. Biomass and Bioenergy 33(9):1158-1167. https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2009.05.004 Escalante H, Orduz J, Zapata HJ, Cardona MC, Duarte M. 2011. Atlas del potencial energético de la biomasa residual en Colombia. Bucaramanga, Colombia. Ediciones Universidad Industrial de Santander, 180 p. Galgano A, Di Blasi C. 2004. Modeling the propagation of drying and decomposition fronts in wood. Combustion and Flame 139(1-2): 16-27. https://doi.org/10.1016/j.combustflame.2004.07.004 García HR. 2011. Desarrollo de modelos demostrativos de hornillas de alta eficiencia térmica y bajo impacto ambiental de acuerdo con los niveles socioeconómicos y técnicos de las principales regiones productoras de panela en Colombia-Informe final presentado al MADR. Bogotá, Corpoica. García HR, Albarracín L, Toscano A, Santana N, Insuasty O. 2007. Guía tecnológica para el manejo integral del sistema productivo de caña panelera. Bogotá, Produmedios Editorial para el sector agropecuario, 152 p. Gordillo G, García HR. 1992. Manual para el diseño y operación de hornillas paneleras. Barbosa, Corpoica, 90 p. Kausley SB, Pandit AB. 2010. Modeling of solid fuel stoves. Fuel 89(3):782-791. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2009.09.019 Liang L, Sun R, Fei J, Wu S, Liu X, Dai K. 2008. Experimental study of effects of moisture content on combustion characteristics of simulated municipal solid waste in a fixed bed. Bioresource Technology 99(15):7238-7246. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.12.061 MacCabe WL, Smith JC, Harriott P. 1991. Operaciones unitarias en ingeniería química. 4a ed, Madrid, MacGraw Hill Interame¬ricana, 1112 p. Osorio G. 2007. Manual: buenas prácticas agrícolas -BPA- y buenas prácticas de manufactura -BPM- en la producción de caña y panela. Medellín, CTP Print Ltda. 199 p. Porteiro J, Patiño D, Collazo J, Granada E, Moran J, Miguez JL. 2010. Experimental analysis of ignition front propagation of several biomass fuels in a fixed-bed combustor. Fuel 89(1):26-35. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2009.01.024 Ramajo-Escalera B, Espina A, García JR, Sosa-Arnao JH, Nebra SA. 2006. Model-free Kinetics applied to sugarcane bagasse combustion. Thermochimica Acta 448(2):111-116. https://doi.org/10.1016/j.tca.2006.07.001 Reid RC, Prausnitz JM, Poling BE. 1987. The properties of gases and liquids. 4a ed, New York, MacGraw Hill, 668 p. Shanmukharadhya KS. 2007. Simulation and thermal analysis of effect of fuel size on combustion in an industrial biomass furnace. Energy and Fuels 21(4): 1895-1900. https://doi.org/10.1021/ef060278y Van Kessel LBM, Arendsen ARJ, De Boer-Meulman PDM, Brem G. 2004. The effect of air preheating on the combustion of solid fuels on a grate. Fuel 83(9):1123-1131. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2003.11.008 Werther J, Saenger M, Hartge EU, Ogada T, Siagi Z. 2000. Combustion of agricultural residues. Progress in Energy and Combustion Science 26(1):1-27. https://doi.org/10.1016/S0360-1285(99)00005-2 Yang W, Ponzio A, Lucas C, Blasiak W. 2006. Performance analysis of a fixed-bed biomass gasifier using high-temperature air. Fuel Processing Technology 87(3):235-245. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2005.08.004 Yang YB, Ryu C, Goodfellow J, Sharifi VN, Swithenbank J. 2004. Modeling waste combustion in grate furnace. Process Safety and Environmental Protection 82 (3):208-222. https://doi.org/10.1205/095758204323065975 Zhao W, Li Z, Zhao G, Zhang F, Zhu Q. 2008. Effect of air preheating and fuel moisture on combustion characteristics of corn straw in a fixed bed. Energy Conversion and Management 49(12):3560-3565. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2008.07.006 Zhou H, Jensen AD, Glarborg P, Jensen PA, Kavaliauscas A. 2005. Numerical modeling of straw combustion in a fixed bed. Fuel 84(4):389-403. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2004.09.0200


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