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Como resultado de lo que se ha dicho, la etapa de obtencin de los gases

de sntesis se impone como la ms crucial del proceso, dado que permite

reducir signifcativamente los costes generales de produccin de

biocarburantes, as como mejorar el rendimiento.

Como conclusin, el proceso de obtencin de los gases de sntesis a partir

de plasma parece ser el ms adecuado. Sus costes operativos son

equivalentes a otras instalaciones y la gran inversin en equipos inicial se

compensa con la alta efciencia durante la sntesis Fischer!ropsch en el

aumento de la vida y efciencia de los catali"adores utili"ados.

#sta manera de producir biocarburantes podra ser, con tiempo e

inversiones adecuadas una alternativa muy interesante para los pases que

dependen ahora del petrleo pero tambi$n a nivel medioambiental, se

podra reducir las emisiones de gases de e%ecto invernadero y aprovecharlos desechos humanos.

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&oy en da, los cientfcos se interesan de nuevo por este proceso a causa del%uturo incierto al que estn con%rontadas las empresas petrol%eras. #n e%ecto,

con el crecimiento de los precios del petrleo desde los a'os ())), laobtencin de carburantes por este proceso puede o%recer una ventajaeconmica muy interesante.

*or otro lado, hace unos veinte a'os que los gobiernos se interesan porpolticas que %avorecen las energas alternativas para dar un menor uso a loscombustibles de origen %sil, tanto en los pases desarrollados como en laseconomas en transicin.

Frente a la demanda en carburantes cada ve" ms %uerte en el sector deltransporte, la utili"acin del proceso Fischer!ropsch a partir de compuestosorgnicos permitira de obtener biocarburantes ms %avorables para la

preservacin del medioambiente y de las reservas naturales de energa.

Las fguras 1 y 2 confrman que el petrleo es la energa primaria la msconsumida en el mundo y que el sector de los transportes es el primerconsumidor de petrleo. As, pone de relieve que se debe hacer esuer!ospara introducir los carburantes alternativos en el sector de la automocin.

Descripcin de la tecnologa+os carburantes de sntesis se pueden producir a partir de cualquier materiaprima que contenga carbono e hidrgeno como el carbn, el gas natural o

la biomasa.

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urante el proceso de gasifcacin hay que considerar dos %actores muy

importantes que son la temperatura y la presin porque in-uyen sobre lacin$tica de las reacciones. #%ectivamente, la %ormacin de monido decarbono y de hidrgeno aumenta a medida que se incrementa latemperatura en el reactor.

Para mejorar la alimentacin se aconsejan algunos procesos.

*or ejemplo, de uni%ormi"ar y reducir el tama'o de los residuos para

que sean ms manejables, %ciles de introducir en el reactor y quetengan un mayor peso especifco.

Se aconseja tambi$n de separar los residuos para que sean msuni%ormes y de compactarlos para aumentar sus densidades.

*or fn, la alimentacin del reactor debera ser por medio de una lneapara garanti"ar una entrada continua de la materia orgnica. +a

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regulacin de la alimentacin de hace gracias al sistema de controldel reactor que en todo momento calcula el ritmo para optimi"ar lareaccin.

Por fn, es econmicamente viable porque los

costes operativos son equivalentes a otrasinstalaciones y la gran inversin inicial en equiposse compensa con la alta efciencia energtica.

2.3.2. La purificacin del gas de sntesis

#isten algunos %actores que pueden ser responsables de la diminucin delrendimiento de la sntesis Fischer!ropsch. #l gas de sntesis debe ser lo mspuro posible para aumentar el rendimiento del proceso pero tambi$n paraaumentar la efciencia y duracin del catali"ador durante las reaccionesqumicas. Se puede prevenir o minimi"ar este %enmeno mediante la

eliminacin de las impure"as presentes en el gas de sntesis. *ara ello sehace pasar el gas de sntesis por varios fltros y posteriormente es lavado.*or eso, la etapa de purifcacin depende del m$todo utili"ado por laobtencin del gas de sntesis.

/hora deben hacerse consideraciones econmicas para saber que es msrentable reempla"ar el catali"ador o regenerarlo

Si la limpie"a de gas es econmicamente o no rentable depende de laescala del proceso de Fischer!ropsch.

#n resumen, el inter$s de nuestro tema es de encontrar posibilidades para

purifcar un biogs proviniendo de la gasifcacin de la biomasa.

Como hemos visto antes, el proceso por plasma es ms efciente que lapirlisis o la gasifcacin. #n e%ecto, o%rece una me"cla de gases ms pura yas, limita o cancela los costes de la etapa de purifcacin.

2.3.3. La sntesis Fischer-Tropsch+a sntesis de Fischer!ropsch consiste en la reaccin directa del gas desntesis para dar lugar a una me"cla de hidrocarburos parafnicos yolefnicos que pueden ser refnados para producir una amplia gama decombustibles y productos qumicos, junto a los que aparecen peque'as

cantidades de compuestos oigenados, %undamentalmente alcoholes.

+a sntesis Fischer!ropsch se puede reali"ar a baja temperatura 0())1(2)1C3 o alta temperatura 04))145)1C3 con catlisis de Co 0Cobalt3 o Fe0&ierro3. +a sntesis Fischer!ropsch debe reali"arse a temperaturasin%eriores a 2))1C para minimi"ar la produccin de metano 0C& 23. / bajatemperatura, se emplea el Co y se obtienen ceras 0hidrocarburos de ms de

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() tomos de carbono3. / lo contrario, las altas temperaturas %avorecen eluso del Fe y se obtienen olefnas de bajo peso molecular.

2.3.4. La seleccin de catalizadores

#l 6u es el de mayor actividad para la sntesis Fischer!ropsch. !iene unaselectividad bastante alta para producir hidrocarburos de alto pesomolecular a bajas temperaturas, sin embargo tambi$n es el ms caro.

#l Fe tambi$n es bastante activo y posee actividad para las reacciones de7S8 07ater 8as Shi%t3. +a 78S es una reaccin secundaria de liberacin deagua durante la polimeri"acin Fischer!ropsch que ocurre 9nicamentecuando se emplean como catali"adores el Fe.

#l hierro es el ms barato de todos los catali"adores metlicos.

+as tres caractersticas ms relevantes de un catali"ador para la sntesisFischer!ropsch son el tiempo de vida, la actividad y la selectividad delproducto. Cada una de estas propiedades pueden ser modifcadasmediante:

#l uso de activadores 0qumica y estructural3 Formulacin y preparacin da catali"adores *re tratamiento y reduccin Selectividad al envenenamiento

!ambi$n es posible mejorar la selectividad utili"ando "eolitas y otrossoportes con capacidad para interceptar a los intermedios de reaccin ytrans%ormarlos por hidrocraqueo, isomeri"acin, oligomeri"acin y;ohidrogenacin en productos ligeros, ramifcados, pesados o saturados.

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+os productos obtenidos por la sntesis proceso Fischer!ropsch tienendoscaractersticas principales: estn virtualmente libres de aromticos y dea"u%re.

El hecho de que el combustible Fischer-ropsch tenga pococontenido en arom!ticos tiene dos desventajas para su uso comoqueroseno sinttico. Por un lado, el contenido en arom!ticos haceque la densidad del combustible aumente y por ello, al no tenercasi arom!ticos, el queroseno Fischer-ropsch estar! muyprobablemente por debajo del requerimiento m"nimo de densidadrequerido por la normativa. Por otra parte, los arom!ticos delcombustible convencional hacen que algunos elastmerosutili#ados en los sistemas de aviacin se hinchen. $l no tener casiarom!ticos el combustible sinttico, es muy probable que loselastmeros no se hinchen permitiendo as" que haya prdidas decombustible. El e%ecto de los arom!ticos sobre los elastmeros esun !rea de mucha investigacin en la industria y est! siendo

estudiado.

Para resolver estas dos desventajas se puede me#clar elcombustible sinttico con combustible convencional para laaviacin. $l a&adir una peque&a cantidad de combustibleconvencional, se proveen los arom!ticos sufcientes para que ladensidad del combustible aumente y los elastmeros se hinchen.'ebido a que los combustibles con alto contenido en arom!ticos nose queman tan limpiamente como los combustibles con bajocontenido en arom!ticos, las normativas incluyen un m!(imocontenido en arom!ticos pero no un m"nimo.

En lo que concierne al bajo contenido en a#u%re de los productosFischer-ropsch, esto supone una gran desventaja cuando se tratade queroseno sinttico ya que el a#u%re es uno de los compuestosque proporciona de manera natural lubricidad al combustible. Estapropiedad es importante en un combustible empleado en losmotores de los aviones ya que el propio combustible sirve paralubricar ciertos componentes mviles de las bombas decombustible y de los sistemas de control de )ujo. *esolver esteproblema no es muy complicado ya que a&adiendo peque&ascantidades de lubricante al combustible, este recupera suspropiedades.

2.6. LimitacionesLas principales limitaciones con las que se encuentra el proceso Fischer-Tropsch son:

- Selectividad limitada hacia un producto concreto- Pasivacion de los catalizadores

- Eliminacin del calor generado

- Eficacia trmica inferior a la optima

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- Elevada inversin

En las dos !ltimas dcadas se han realizado progresos significativos en los estudios de la

pasivacin " la eliminacin del calor# avances que han supuesto una reduccin en la

econom$a del proceso del %&-'&(.

3..6. !spectos econmicos

La estimacin de los costos de inversin en cualquier sistema de conversin depende de

tres factores fundamentales:

- "olumen # tipo de $iomasa%el volumen determina el factor de escala del sistema

" los procesos au)iliares* mientras que el tipo " las caracter$sticas de la +iomasadeterminan los tratamientos previos " posteriores requeridos.

- &roceso de con'ersin: estos se esta+lecen con +ase en el volumen " las

caracter$sticas de la +iomasa: de la tecnolog$a seleccionada depende elgrado de comple,idad del sistema.

- !plicacin de la energa: el uso final de la energ$a o+tenida influ"efuertemente en el costo total de la instalacin. En los casos en que el

o+,etivo es la generacin de calor# el equipo au)iliar requerido se limita a

los quemadores adecuados. uando el uso final es la generacin deelectricidad# la comple,idad " el n!mero de equipos incrementan el costo

de la inversin.

Tam+in de+a considerarse que# en los procesos de tratamiento de la +iomasa en losvertederos# la reduccin de la contaminacin co+ra ma"or importancia que la renta+ilidad

econmica de la conversin energtica. En otras pala+ras# estos procesos no tienen como

o+,etivo la conversin energtica# sino el tratamiento de los desechos* la energ$a o+tenidadel proceso es un su+producto aprovecha+le.

3.2. &rocesos de o$tencin de gases a partir de la $iomasaLa etapa de o+tencin de gases de s$ntesis es una etapa mu" importante para despus

realizar la s$ntesis Fischer-Tropsch " o+tener com+usti+les con un alto rendimiento final. Si

los gases de s$ntesis son mu" puros# la etapa de purificacin no ser mu" importante " no

impondr grandes inversiones. /s$ se disminu"en los costes de produccin# se me,ora laaccin de los catalizadores " se aumenta el rendimiento total de la s$ntesis Fischer-Tropsch.

(!)*F*+!+*, &, &L!)/!

En efecto# el !nico residuo solido es el silicato que se o+tiene al final. Por fin# el gas de

s$ntesis " el silicato son los dos utiliza+les despus en diversas aplicaciones.

Este proceso de o+tencin de gases de s$ntesis por plasma permite de reducir o cancelar la

etapa de purificacin normalmente necesaria despus de los procesos de gasificacin o de

pirlisis. /s$# se reducen los costes de produccin# se me,ora el rendimiento de la s$ntesis

Fischer-Tropsch " las acciones de los catalizadores.

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omo se ha visto antes# las etapas del proceso Fischer-Tropsch no cam+ian a pesar de que

la +iomasa sea la materia prima del gas de s$ntesis. Los catalizadores# los reactores " lascondiciones de temperatura 01&&-12&34 " presin 012-5& +ar4 son iguales para que se haga

la polimerizacin. Los productos o+tenidos son hidrocar+uros ligeros 06-14# LP7 0%-

'4# nafta 02-664# disel 08-1&4 " ceras 091&4. El amplio rango de productos finales

depende de las condiciones del proceso " de los catalizadores. Pero en cuanto a laproduccin de +iocar+urantes# es posi+le de focalizar la produccin en las ceras para

o+tener un rango de diesel ms amplio " transformar las ceras en diesel mediante un

craqueo hidrulico.

La integracin de la $iomasa al proceso Fischer-Tropsch tiene como pro$lema la de

purificacin del gas de sntesis. &or eso0 el medio de o$tencin del gas de sntesis es

mu# importante para reducir al m1imo la etapa de purificacin.

!dem1s0 los cientficos de grandes empresas petrolferas tra$aan so$re medios para

limpiar el gas de sntesis o so$re un proceso permitiendo de o$tener un gas mu#

limpio a partir de la $iomasa. +omo se ha 'isto antes0 el proceso por plasma es lo ue

se destaca porue el gas de sntesis producido es mu# limpio.

5ntre los sectores de acti'idad ue tienen un ma#or

consumo final de energa0 el sector del transporte es

el ue se presenta como m1s pro$lem1tico en el

futuro primo0 porue es el m1s ue depende del

petrleo.

. !n1lisis de resultados

Teniendo en cuenta que la generacin del gas de s$ntesis supone un

coste de capital superior al 2&(# es necesario o+tener una

gasificacin de la +iomasa ms eficiente " menos costosa para su

conversin en productos Fischer-Tropsch. Por eso# es importante

desarrollar una limpieza de gas econmica para las varias escalas de

conversin de +iomasa a Fischer-Tropsch. /dicionalmente# la

selectividad " la vida media de la catlisis ,uegan un papel mu"importante en el )ito de la o+tencin de productos Fischer-Tropsch

a partir de la +iomasa.

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El estudio econmico realizado en la parte

anterior muestra claramente que la solucin

del proceso por plasma para obtener un gasde sntesis limpio es econmicamente viable.

Es claro que los biocarburantes se venden a

un precio ms caro que los carburantes

fsiles. Pero hasta cundo?

6..7. Des'entaas

La utilizacin energtica de la +iomasa presenta# de+ido a sus caracter$sticas# pequeos

inconvenientes con relacin a los com+usti+les fsiles.

La +iomasa posee menor densidad energtica# o lo que es lo mismo# para conseguir

la misma cantidad de energ$a es necesario utilizar ms cantidad de recurso. Estohace que el transporte " mane,o se encarezcan " los sistemas de almacenamiento

sean# en general# ma"ores. La cla'e para este pro$lema es u$icar el proceso de

con'ersin cerca de las fuentes de produccin de $iomasa para eliminar los

costes del transporte. La produccin " el procesamiento de la +iomasa pueden

requerir importantes medios.

Los canales de distri+ucin de la +iomasa no esta tan desarrollados como los de loscom+usti+les fsiles 0solo aplica+le en el caso de que los recursos no sean propios4.

;uchos de estos recursos tienen elevados contenidos de humedad lo que hace queen determinadas aplicaciones puede ser necesario un proceso previo de secado.

Su calidad es varia+le# "a que su potencial calrico es mu" dependiente de lasvariaciones en el contenido de humedad# clima " densidad de la materia prima.

Estn su,etos a la +iodegradacin.

Los rendimientos de las calderas de +iomasa son algo inferiores a los de las que

usan un com+usti+le fsil l$quido o gaseoso.

Est su,eta a fluctuaciones meteorolgicas# lo que se traduce en fluctuaciones de

precios.

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