Diseño y optimización energética de un proceso de obtención de bioqueroseno a partir de biomasa lignocelulósica y plástico

La incorporación a gran escala de los combustibles fósiles y el descubrimiento de nuevos materiales, como los plásticos, han sido los precursores de grandes avances tecnológicos; a la par que se ha generado una gran dependencia hacia ellos. Esto ha provocado los problemas medioambientales más graves de los últimos tiempos: calentamiento global y cambio climático por los combustibles fósiles y contaminación de suelos y mares por los residuos plásticos, muy resistentes a la degradación. Debido a esto, la búsqueda de fuentes de energía, materias primas alternativas, la reducción de su consumo, el aumento de la eficiencia y la reutilización y reciclaje de los residuos es una realidad cada vez más urgente, a fin de mantener la calidad de vida actual sin comprometer la de generaciones futuras. Es por ello que el presente Trabajo de Fin de Máster propone el diseño de un proceso de obtención de biocombustibles, especialmente bioqueroseno, a partir de la cogasificación de biomasa lignocelulósica obtenida como residuo en la actividad agrícola y los plásticos que fueran a ser exportados de España para su reciclaje o deposición en vertederos. En la planta propuesta, los rendimientos másicos hacia productos son del 9,48%, siendo el bioqueroseno el producto principal, obtenido junto a gasolina, gas combustible, gasóleo y fuelóleo. Las propiedades de este bioqueroseno cumplen además con lo establecido en la norma ASTM D7566, que regula los parámetros para su mezcla con el combustible de aviación tradicional. A fin de reducir la demanda de servicios auxiliares por planta se diseña una red de intercambiadores de calor que permite la integración energética entre corrientes de proceso, reduciéndose en un 41,58% el agua de refrigeración necesaria y la totalidad del uso de vapor para calefacción. Tras el aporte de calor de las corrientes calientes a las frías, es posible generar suficiente vapor para enviarlo a turbina, de modo que se diseña ciclos termodinámicos a distintos niveles de presión que permiten cubrir el 38,73% de la electricidad demandada por planta. Además, se diseña un ciclo de refrigeración que suministra el agua fría demandada por el proceso químico y los ciclos, en circuito semiabierto, donde se emplea como aporte de agua fresca, procedente del medio ambiente, un 2,40% del caudal de agua a refrigerar. Por último, se organizan las tareas que deben desarrollarse a lo largo del proyecto, cuya duración es de tres años, y se realiza el balance económico a fin de conocer el precio mínimo al que deberían venderse los productos obtenidos respecto a los combustibles fósiles a fin de que la planta resulte rentable