{"id":133311,"date":"2016-12-02T10:43:25","date_gmt":"2016-12-02T09:43:25","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=133311"},"modified":"2016-12-02T10:43:25","modified_gmt":"2016-12-02T09:43:25","slug":"reactor-de-lecho-fluidizado-solarizados","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2016\/12\/02\/133311","title":{"rendered":"Reactor de lecho fluidizado solarizados"},"content":{"rendered":"

[Autor: Luc\u00eda Arribas-Instituto IMDEA Energ\u00eda]<\/strong><\/p>\n

Existen m\u00faltiples tipos de reactores, tambi\u00e9n en aplicaciones de termoqu\u00edmica solar como, por ejemplo, reactores de lecho fijo, fluidizado, arrastrado o reactores rotativos, entre otros. <\/span><\/p>\n

Un lecho fluidizado se basa en el paso de un fluido (l\u00edquido o gas) a trav\u00e9s de un s\u00f3lido provocando su movimiento, pero sin llegar a arrastrarlo. Es decir, se alcanza el r\u00e9gimen de fluidizaci\u00f3n cuando el s\u00f3lido se mueve como si fuese un fluido y se mantiene en el lecho. Esto se consigue gracias a que la fuerza de empuje que ejerce el fluido sobre cada una de las part\u00edculas, vence el peso de las mismas. Por lo tanto, las propiedades del fluido y del s\u00f3lido, adem\u00e1s de la geometr\u00eda del reactor, van a determinar las condiciones de fluidizaci\u00f3n. Para un determinado sistema fluido-solido en un reactor, seg\u00fan se aumenta la velocidad del fluido, la p\u00e9rdida de carga del lecho tambi\u00e9n aumenta, pero cuando se alcanza la fluidizaci\u00f3n (punto de m\u00ednima fluidizaci\u00f3n) la p\u00e9rdida de carga del lecho se mantiene constante con el aumento de la velocidad del fluido, y las part\u00edculas s\u00f3lidas se encuentran en r\u00e9gimen fluidizado, adquiriendo propiedades propias de un fluido. Esto sucede hasta que la velocidad es tan alta que el fluido arrastra al s\u00f3lido, produciendo un transporte neum\u00e1tico. En este momento la p\u00e9rdida de carga del lecho comienza a disminuir al aumentar el caudal (figura 1). Cuando el fluido es un gas, en la mayor\u00eda de los casos la fluidizaci\u00f3n es burbujeante, es decir, el s\u00f3lido se mueve como el agua en ebullici\u00f3n.<\/span><\/p>\n

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Figura 1. Sistemas fluido-s\u00f3lido para distintas velocidades del gas (izquierda), y p\u00e9rdida de carga frente a velocidad del gas (derecha)<\/span><\/p>\n

Las principales ventajas que ofrece el uso de un lecho fluidizado radican en el buen contacto s\u00f3lido-fluido, favoreciendo la transferencia de masa y calor entre ambos. Por ejemplo, en el caso de la combusti\u00f3n el uso de un lecho fluidizado produce mayor eficiencia de combusti\u00f3n y mayor ratio de transferencia de calor, menor temperatura de combusti\u00f3n y menores emisiones de NOx, que el uso de un lecho fijo.<\/span><\/p>\n

Existen numerosas aplicaciones industriales en las que se usan reactores de lecho fluidizado, como el cracking catal\u00edtico fluido (FCC), combusti\u00f3n, pirolisis y gasificaci\u00f3n, y producci\u00f3n y procesado de qu\u00edmicos, como la captura de CO2<\/sub><\/span>.<\/span><\/p>\n

Considerando sus ventajas y\u00a0m\u00faltiples aplicaciones en las que se encuentran desarrollados, no est\u00e1 de m\u00e1s pensar en que podr\u00edan emplearse en aplicaciones con energ\u00eda solar concentrada. Ya existen estudios con reactores fluidizados, directa o indirectamente irradiados, en aplicaciones termosolares como la captura de CO2<\/sub><\/span>, el almacenamiento termoqu\u00edmico o la producci\u00f3n de combustibles solares a trav\u00e9s de ciclos termoqu\u00edmicos.<\/span><\/p>\n

En esta l\u00ednea, el Instituto IMDEA Energ\u00eda est\u00e1 trabajando en el estudio y desarrollo de un lecho fluidizado indirectamente irradiado dentro del marco del proyecto nacional ARROPAR-CEX siglas de An\u00e1lisis multidisciplinar en torno a conceptos de Receptores\/ReactOres de PARt\u00edculas de calentamiento indirecto para aplicaciones solares en Condiciones Extremas. Los ensayos preliminares se han realizado en un reactor prestado por el CIEMAT que trabaja en condiciones de irradiaci\u00f3n directa (figura 2). <\/span><\/p>\n

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Figura 2. Reactor fluidizado directamente irradiado durante un ensayo en un simulador solar de alto flujo de 7 kW<\/span><\/p>\n

A partir de los resultados obtenidos y los estudios de fluidizaci\u00f3n en fr\u00edo en un tubo de PVC, se va a dise\u00f1ar un reactor\/receptor de part\u00edculas de 10 kW t\u00e9rmicos que sea capaz de trabajar en r\u00e9gimen de lecho fijo, fluidizado o arrastrado, a temperaturas superiores a 1300 \u00baC, utilizando la radiaci\u00f3n concentrada del simulador solar de alto flujo Kiran-42 instalado en IMDEA Energ\u00eda como \u00fanica fuente energ\u00e9tica. Con este dispositivo, se llevar\u00e1n a cabo ensayos de almacenamiento termoqu\u00edmico y producci\u00f3n de hidr\u00f3geno a partir de ciclos termoqu\u00edmicos con \u00f3xidos met\u00e1licos como la ceria o el \u00f3xido de manganeso.<\/span><\/p>\n

M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/span><\/p>\n

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  1. \n

    Sobre el proyecto ARROPAR-CEX: http:\/\/www.energia.imdea.org\/investigacion\/proyectos\/arropar-cex<\/span><\/a><\/p>\n<\/li>\n

  2. \n

    Yang, W.-C. Handbook of fluidization and fluid-particles systems<\/em>; Siemens Westinghouse Power Corporation: Pittsburgh, Pennsylvania, U.S.A, 2003.<\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    [Autor: Luc\u00eda Arribas-Instituto IMDEA Energ\u00eda] Existen m\u00faltiples tipos de reactores, tambi\u00e9n en aplicaciones de termoqu\u00edmica solar como, por ejemplo, reactores de lecho fijo, fluidizado, arrastrado o reactores rotativos, entre otros. Un lecho fluidizado se basa en el paso de un fluido (l\u00edquido o gas) a trav\u00e9s de un s\u00f3lido provocando su movimiento, pero sin llegar a arrastrarlo. Es decir, se alcanza el r\u00e9gimen de fluidizaci\u00f3n cuando el s\u00f3lido se mueve como si fuese un fluido y se mantiene en el lecho. Esto se consigue gracias a que la fuerza de empuje que ejerce el fluido sobre cada una de las\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[547,549],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133311"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=133311"}],"version-history":[{"count":6,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133311\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":133322,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133311\/revisions\/133322"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=133311"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=133311"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=133311"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}