Anexo1. Tablas para selección del tipo de gasificador Tabla 1.1Gasificador que se desea obtener Gasificador Potencia 30kW Aplicación El gasificador será usado para aplicaciones domésticas como hervir agua, cocción de alimentos. Combustible El tamaño del gasificador depende del tipo de combustible a usar por el contenido de humedad, contenido de cenizas, etc. Además se tiene que tener en cuenta si al combustible se le tiene que dar algún tratamiento antes de usarlo en el gasificador Fabricación y montaje La fabricación tiene que ser en poco tiempo, y el montaje fácil y ajustable Retiro de cenizas El retiro de cenizas tiene que ser manual , y por ende debe ser simple y seguro para el usuario Mantenimiento El mantenimiento del gasificador tiene que ser beneficioso para el usuario, ósea simple y de prologando tiempo ya que la aplicación es doméstica Operatividad Solo una persona es necesaria para la manipulación del equipo Forma de alimentación La operación de la alimentación del combustible al gasificador será de forma manual y continua , además debe ser lo más fácil para el usuario Transporte El gasificador será hecho en un taller y llevado al lugar de uso Seguridad El gasificador tiene que ser seguro para que no haya fuga de gas o posibilidad de quemaduras al usuario. Además contará con filtros para la protección del medio ambiente. Costo y Eficiencia La eficiencia del equipo debe ser superior a las cocinas mejoradas de leña y combustible tiene costo cero. Para el siguiente procedimiento, de la tabla 1.1 se divide en dos tablas, el primero se establece los diferentes criterios al usuario y al ambiente, tales como el retiro de las cenizas, mantenimiento, operatividad, forma de alimentación, etc. Luego se establece los criterios para el diseño, tales como preparación del combustible, fabricación y montaje, y por último el estado de la tecnología. De estos criterios se hace una sub-clasificación de cada criterio, este se divide en cuatro partes, que van desde las consideraciones para un equipo sencillo hasta uno complejo. En la tabla 1.2 y 1.3 se explican cada criterio para después proseguir a la selección del tipo de gasificador más adecuado. Tabla 1.2 Criterios al usuario y ambiental Criterios Retiro de cenizas El retiro de cenizas está ligado con el tipo de combustible, si este tiene un alto contenido de cenizas se necesitará un deposito grande. Mantenimiento El mantenimiento del gasificador depende de la aplicación que se le da y de la finalidad del equipo, esto nos dará la frecuencia para el mantenimiento del equipo Operatividad Cantidad de personas que involucra la manipulación del equipo, también si la manipulación es compleja o fácil. Forma de alimentación La operación de la alimentación del combustible al gasificador será lo más adecuado para la aplicación, el encendido y control será manual o automático. Transporte El transporte está ligado con el lugar de trabajo y de la potencia que se desea obtener, por ejemplo para una potencia grande el equipo debe ser construido en el lugar de trabajo, ósea transporte solo de materiales. Seguridad Protección a los operarios y al medio ambiente Eficiencia y costo La eficiencia debe ser alta para competir con otros tipos de cocinas y el costo debe ser bajo. Criterios Combustible El tamaño del gasificador depende del tipo de combustible a usar por el contenido de humedad, contenido de cenizas, etc. Además se tiene que tener en cuenta si al combustible se le tiene que dar algún tratamiento antes de usarlo en el gasificador, y si hay garantía de suministro continuo. Fabricación y montaje La fabricación tiene que ver con el tipo de herramientas que se aplicará, si se necesita un taller con grandes implementaciones, y el montaje nos indicara la facilidad para el mantenimiento Estado de la tecnología Experiencia mundial y la disponibilidad de información para el diseño Tabla 1.3 Criterios de diseño En la tabla 1.4 y 1.5 se realizan una sub-clasificación de cada criterio mencionado. Tabla 1.4 Criterios de diseño A Fabricación y montaje Nº Designación Puntaje A1 No requieren de herramientas especiales para la construcción (solo rolado, doblado y soldado) el grado de implementación de un taller no es tan exigente 4 A2 Se requiere de un nivel medio en máquina herramienta y herramientas que incluyen además de las operaciones básicas el proceso de fundición (grover pág. 261) 3 A3 Se requiere de un nivel elevado de implementación del taller además del proceso de fundición se requiere las operaciones básicas de trabajo en chapa y las operaciones de torneado y fresado para piezas con márgenes de tolerancia bastos, además de una prueba especial de vacío 2 A4 Se requiere de un nivel elevado de implementación del taller además del proceso de fundición se requiere las operaciones básicas de trabajo en chapa y las operaciones de torneado y fresado para piezas con estrechos márgenes de tolerancia , además de una prueba especial de vacío 1 Cascarilla de arroz B Tamaño y forma Nº Designación Puntaje B1 El gasificador es muy versátil y tolera el combustible sólidos de diferentes tamaños y formas sin variar la potencia de salida 4 B2 El gasificador tolera combustible de cierto tamaño de forma cilíndrica o cúbica, para tamaños menores de 40 mm y mayores de 10 mm teniendo una gran variedad de tamaños en el lecho dentro del rango. 3 B3 El gasificador tolera combustible de cierto tamaño de forma cilíndrica o cúbica, para tamaños menores de 50 mm y mayores de 30 mm teniendo una gran variedad de tamaños en el lecho dentro del rango. 2 B4 El gasificador no tolera ni cambios en tamaño ni forma solo permite forma cilíndrica o cúbica y el tamaño debe ser único y homogéneo en todo el lecho dependiendo del tamaño en que este dimensionado. 1 C Designación Puntaje C5 El gasificador es muy versátil, tolera una amplia variación del contenido de humedad y del contenido de materia volátil del combustible y aun así produce un gas de muy buena calidad. 4 C6 El gasificador tolera combustible con una media variación en el contenido de humedad (15% a 20%), la materia volátil del combustible puede ser muy alta o muy baja y aún así produce un gas combustible que es posible limpiar para lograr un nivel de calidad bastante bueno. 3 C7 El gasificador no tolera variaciones en el contenido de humedad ni en el contenido de materia volátil, no puede variar entre uno y otro tipo de combustible. 2 C8 El gasificador no tolera materia volátil (solo una mínima cantidad) y el material deberá estar lo más seco posible. 1 D Preparación N° Designación Puntaje D9 El combustible no requiere de preparación, solo se recolectará y utilizará. 4 D10 El combustible es de fácil preparación solo requiere de un procesamiento de corte antes de ser utilizado. 3 D11 El combustible requiere de un proceso de tratamiento, además de corte antes de utilizarlo. 2 D12 El combustible requiere de un complicado proceso de tratamiento y corte. 1 E Estado de la tecnología Nº Designación Puntaje E1 Existe una gran variedad de información para el diseño del equipo generador de gas. 4 E2 Existe una mediana variedad de información para el diseño del equipo generador 3 E3 Existe una baja variedad de información para el diseño del equipo. 2 E4 No existe ninguna información para el diseño del equipo 1 Tabla 3.5 Criterio al consumidor F Aplicación Nº Designación Puntaje F1 El gasificador se usa para aplicaciones comerciales (restaurant, comedores populares) 4 F2 El gasificador se usa para aplicaciones domésticas (cocina, calefacción ,calentamiento de agua) 3 F3 El gasificador se usa para aplicaciones industriales(motor, microturbinas) 2 F4 El gasificador usado para aplicaciones térmicas (secado) 1 G Retiro de cenizas Nº Designación Puntaje G1 Retiro de ceniza manual apagando el gasificador 4 G2 Retiro de ceniza manual sin necesidad de apagar el gasificador 3 G3 Retiro de ceniza automática parando el equipo gasificador 2 G4 Retiro de ceniza automática sin necesidad de parar el equipo 1 H Mantenimiento Nº Designación Puntaje H1 Periodos de mantenimiento largos, no requiere de complicadas operaciones para hacer el desmontaje y la reparación. 4 H2 Periodo de mantenimiento largo, requiere complicadas operaciones para hacer el desmontaje y reparación 3 H3 Periodo de mantenimiento medianamente cortos y es complicado el desmontaje para reemplazar la pieza 2 H4 Periodo de manteniendo muy cortos y desmontaje complicado 1 I Numero de operarios Nº Designación Puntaje I1 Solo requiere de un operario para el encendido del equipo, la toma de datos, el retiro de cenizas y la carga de combustible al gasificador, además se puede dejar operando por lapsos de tiempo medianamente largos. 4 I2 Se requiere de dos operarios para el encendido del equipo, para medir todas las variables, el retiro de cenizas y la carga de combustible al gasificador, además se puede dejar operando por lapsos de tiempo medianamente largos. 3 I3 Requiere de dos operarios para medir todas las variables los demás procesos son automatizados y es posible dejarlo operando por lapsos de tiempo medianamente cortos. 2 I4 Requiere de dos operarios para el encendido del equipo, la medición de las variables es automatizada, pero no es posible dejarlo operando por lapsos de tiempo medianamente cortos. 1 J Forma de alimentación Nº Designación Puntaje J1 La operación es por lotes (se debe apagar el equipo para poder cargarlo de combustible). 4 J2 La operación es por lotes y se debe esperar a que el equipo se enfrié. 3 J3 La operación es continua y manual (no requiere paradas, pero si interviene el operario para cargar de combustible al gasificador). 2 J4 La operación es continua automatizada (no requiere paradas para cargar de combustible al gasificador ni intervención alguna del operario). 1 K Tipo de encendido Nº Designación Puntaje K1 Encendido manual con el mismo combustible 4 K2 Encendido manual con otros combustibles como papel o kerosene 3 K3 Encendido automático con el mismo combustible 2 K4 Encendido automático con otro combustible como gas 1 L Seguridad Nº Designación Puntaje L1 Se requiere de un grado de seguridad alto respecto a los peligros de explosión en las válvulas y la superficie del equipo debe estar a temperatura normal para que no haya quemadura, además no se han reportado casos de intoxicación por escapes de CO, además el gas generado debe contener una baja cantidad de polvo y de tar 4 L2 Seguridad media respecto a peligros de explosión en las válvulas y la superficie del equipo debe estar a temperatura normal para que no haya quemaduras, además no se han reportado casos de intoxicación por escapes de CO, el gas generado contiene una cantidad de polvo y tar considerable. 3 L3 Seguridad media respecto a peligros de explosión en las válvulas y es posible tener quemaduras por la superficie del equipo porque la temperatura es mayor que la normal, además se han reportado casos de intoxicación por escapes de CO, el gas generado contiene una cantidad de polvo y taraltos , se necesita de varios dispositivos de limpieza. 2 L4 El equipo es altamente inestable y es muy posible tener quemaduras en la piel debido a toques accidentales cuando el quipo está funcionando, además se han reportado casos de intoxicación por escapes de CO, el gas generado contiene una cantidad de polvo y tar altos , se necesita de varios dispositivos de limpieza 1 0 Transporte Nº Designación Puntaje M1 El equipo está formado en varias partes, además entonces se habla de un transporte fácil. 3 M2 El equipo forma solo una parte, entonces se habla de un transporte medianamente complicado. 2 M3 El equipo se diseña y se construye en el mismo lugar donde será utilizado. 1 N Eficiencia y costo Nº Designación Puntaje N1 El equipo debe tener una buena eficiencia , ósea una combustión buena y para llegar a esto se implementaran los dispositivos necesarios ,que por ende, aumentaran el costo 3 N2 El equipo tendrá una buena eficiencia, para esto se instalara algunos dispositivos y solo aumentara medianamente el costo 2 N3 El equipo es muy eficiente, para esto se instalara varios dispositivos de control y se hará un tratado previo al combustible, esto aumentara altamente el costo. 1 Para elegir si el gasificador será un downdraft, updraft o crossdraft más adecuado se tendrán en cuenta los parámetros que afectan al gasificador, esto se puede ver en la tabla 1.6. Tabla 3.7 Diferencias de los tipos de gasificador Parámetros Updraft Downdraft Crossdraft Combustible específico Moderado, puede aceptar otro tipo de combustible El combustible tiene que ser específico Moderado, puede aceptar otro tipo de combustible Tamaño del combustible Muy bueno bueno Bueno Tar (liquido producido en la pirolisis) en el gas generado El contenido de tar es muy alto El contenido de tar es muy bajo El contenido de tar es muy alto Eficiencia térmica Tiene una excelente eficiencia térmica Tiene muy buena eficiencia térmica Tiene una buena eficiencia térmica Poder calorífico del gas generado Pobre Pobre Pobre Anexo2. Diferentes eficiencias del gasificador 26 Anexo 3. Temperatura externa del gasificador con diferentes espesores de aislante Características Altura (m) 1,5 Diámetro (m) 0,36 Conductividad térmica del acero (w/m-k) 15 Conductividad térmica del aislante (w/m-k) 0,15 Coeficiente convectivo del aire (w/m2-k) 11 Temperatura Interna (°C) 800 Temperatura externa (°C) 35 Resultados Aislante         Resistencia del aislante (k/w) 0,048 0,071 0,093 0,115 Radio exterior (m) 0,193 0,199 0,205 0,212 Radio interior (m) 0,180 0,180 0,180 0,180 Espesor (in) 1/2" 3/4" 1" 1 1/4" Espesor (m) 0,013 0,019 0,025 0,032           Acero         Resistencia del acero (k/w) 0,000 0,000 0,000 0,000 Radio exterior (m) 0,196 0,202 0,208 0,215 Radio interno (m) 0,193 0,199 0,205 0,212 espesor (m) 0,003 0,003 0,003 0,003           Aire         Resistencia del aire (k/w) 0,049 0,048 0,046 0,045 Radio exterior (m) 0,196 0,202 0,208 0,215           Calor transferido por convección y conducción (w) 7 836,22 6 428,32 5 473,67 4 783,49 Calor transferido por radiación (w) 1 930,54 1 930,54 1 930,54 1 930,54 Calor transferido total (w) 9 766,76 8 358,86 7 404,21 6 714,03           Temperatura en la superficie (°C) 327,92 204,30 107,89 27,83 Temperatura adecuada para el usuario (sí/no) No No No Si Anexo 4. Tablas para el esfuerzo máximo admisible según ASME Boiler & PressureVesselCode Anexo 5. Catálogo del ventilador del gasificador Fuente: Catálogo de productos INTERFAN Anexo 6. Propiedades de la Manta Cerámica Fuente: Catálogo de productos RATSA Anexo 7. Especificaciones técnicas del ciclón Fuente: Catálogo de productos CAMCORP Anexo 8. Catálogo de quemadores de gas licuado de petróleo y gas natural QUEMADORES DE GAS LICUADO DE PETROLEO (GLP) Y GAS NATURAL (GN) Fuente: Catálogo de productos de EQUIPOS QUEMADORES AUTOMATICOS QUEMADORES DE GAS LICUADO DE PETROLEO (GLP) Y GAS NATURAL (GN) Fuente: Catálogo de productos de PYPESA QUEMADORES DE GAS LICUADO DE PETROLEO (GLP) Y GAS NATURAL (GN) Fuente: Catálogo de productos de PYPESA QUEMADORES DE GAS LICUADO DE PETROLEO (GLP) Y GAS NATURAL (GN) Fuente: Catálogo de productos de PYPESA Anexo9. Cotización de la fabricación y montaje del gasificador, intercambiador de calor y ciclón image4.png image5.png image6.png image7.png image8.png image9.png image10.png image11.png image12.png image13.png image14.png image15.png image1.png image2.png image3.png