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I
ESCUELA POLITCNICA DEL EJRCITO
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA ENERGA YMECNICA
CARRERA DE INGENIERA MECNICA
INGENIERA CONCEPTUAL, BSICA Y DE DETALLE PARA LA
CONSTRUCCIN Y AUTOMATIZACIN DE UN GASIFICADOR
TIPO DOWNDRAFT O FLUJO CONCURRENTE DE 10 KW DE
POTENCIA
PROYECTO PREIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE INGENIEROMECNICO
MARCO VINICIO TAMAYO
ALBAN
DIRECTOR! ING" ROBERTO GUTIERREZ
CODIRECTOR! ING" LUIS EC#EERRIA
SANGOLQU, 2012-02-22
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CERTIFICACIN DE LA ELABORACIN DEL PROYECTO
E$ %&'()*+' INGENIERA CONCEPTUAL, BSICA Y DE DETALLE PARA LA
CONSTRUCCIN Y AUTOMATIZACIN DE UN GASIFICADOR TIPO
DOWNDRAFT O FLUJO CONCURRENTE DE 10 KW DE POTENCIA -)
&).$/.' )2 3- +'+.$/. %'& )$ S&" MARCO INICIO TAMAYO ALBAN *'4'
&)5-)&/4/)2+' %.&. $. '6+)2*/72 )$ +8+-$' ) I29)2/)&' M)*:2/*'"
I29" R'6)&+' G-+/;&&) I29" L-/3 E*
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LEGALIZACIN DEL PROYECTO
INGENIERA CONCEPTUAL, BSICA Y DE DETALLE PARA LA
CONSTRUCCIN Y AUTOMATIZACIN DE UN GASIFICADOR TIPO
DOWNDRAFT O FLUJO CONCURRENTE DE 10 KW DE POTENCIA
E$.6'&.' %'&!
M.&*' /2/*/' T.4.(' A$6:2
CI! 1@1B00D
I29" .=/)& S:2*
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DEDICATORIA
A mis padres y a mi hermana, por ser un apoyo muy importante en mi vida y por sus
consejos de honestidad y perseverancia.
MARCO TAMAYO
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AGRADECIMIENTOS
Agradezco a todas las personas que contriuyeron para la realizaci!n del proyecto, a toda
mi "amilia que siempre estuvo apoy#ndome y a todos los ingenieros de la $%&$ que
elevaron mis conocimientos en toda la carrera universitaria.
MARCO TAMAYO
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INDICE DE CONTENIDOS
CERTIFICACIN DE LA ELABORACIN DEL PROYECTO ..................................ii
LEGALIZACIN DEL PROYECTO .........................................................................
iii DEDICATORIA
........................................................................................................iv
AGRADECIMIENTOS ............................................................................................. v
INDICE DE CONTENIDOS .....................................................................................vi
LISTADO DE ANEXOS ...........................................................................................ix
RESUMENx
C.%8+-$' 1 G)2)&.$/.)3
. I!"#$%&''i(!..................
.) A!"*'*%*!"*+)
., D*-i!i'i(! %* /#$0*12..,
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.4 A'2!'*..3
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.5. G*!*#2..3
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C.%8+-$' > M.&*' T)7&/*'
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).., C2#2'"*#7+"i'2+ %* 2 0i$12+29
)..3 :*!"262+ %* 2 &"ii;2'i(! %* 2 0i$12+2.
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4.). M*%i%$#*+ %* "*1/*#2".59
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4.).) M*%i%$#*+ %* '2&%2..=H
4.)., M*%i%$#*+ %* /#*+i(! !iv*=
4.).3 A!Ki+i+ %*
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LISTADO DE ANEXOS
ANEXO A PLANOS
ANEXO B ESUEMAS DEL GASIFICADOR CON OPCIONES DE MEJORA
ANEXO C TABLA DE RESULTADOS DE LOS CALCULOS
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RESUMEN
A /2#"i# %* 2!Ki+i+ i!1*%i2"$ **1*!"2 %* $+ #*+i%&$+ -$#*+"2*+ +* *+"&%i( 2
/$+i0ii%2% %* +& %*+'$1/$+i'i(! "#1i'2 1*%i2!"* &! 1"$%$ "*#1$@&71i'$ *!
*+"* '2+$ 2
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2'"ivi%2%*+ /#$%&'"iv2+ '$1$ /2!2%*#72+ '2%*#2+ +*'2%$ %*
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V Composicin qumica y fsica: L2+ '2#2'"*#7+"i'2+ @&71i'2+ -7+i'2+ %* 2
0i$12+2 %*"*#1i!2! * "i/$ %* '$10&+"i0* $ +&0/#$%&'"$ *!*#
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v$&1*! %* 212'*!21i*!"$ "#2!+/$#"* 2
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P&*%* /#$v$'2# &! 2&1*!"$ *'$!(1i'$ *! * 1*%i$ #.
Di+1i!&* 2 %*/*!%*!'i2 *x"*#!2 %* 202+"*'i1i*!"$ %* '$10&+"i0*+.
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Ti*!* &! 12$# '$+"* %* /#$%&''i(! -#*!"* 2 2 *!*# P&'*)3'3 ) *'2=)&3/72 ) $. 6/'4.3. )2 )2)&98.
Exi+"*! %i-*#*!"*+ 1"$%$+ @&* "#2!+-$#12! 2 0i$12+2 *! *!*#
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'ig. &lanta termoqu-mica.
S* &"ii;2! $+ /#$'*+$+ %*
. C'46-3+/72! L2 '$10&+"i(! *+ * /#$'*+$ %* '$!v*#+i(! *! * '&2 +* /#$%&'*
2 $xi%2'i(! '$1/*"2 %* '$10&+"i0*. L2 '$10&+"i(! %i#*'"2 %* 2 0i$12+2 *+ *
+i+"*12 1K+ **1*!"2 /$# +&/&*+"$ 1K+ 2!"i
6 P/&7$/3/3! L2 /i#(i+i+ *+ 2 %*
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*"2/2 %* %*+2##$$ /$# "2!"$ $+ '$+"*+ +$! "$%2v72 1& 2"$+ +* ?2! %*
#*%&'i# +i
E+"* 2'$?$ +* /#$%&'* /$# 2 -*#1*!"2'i(! %* 2;'2#*+
6 F)&4)2+.*/72 4)+:2/*. E+ 2 %i
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'ig. &roceso de asi"icaci!n.
L2 G2+i-i'2'i(! *+ &! "#1i!$
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Pirisis o descomposicin t#rmica: M*%i2!"* '2$# * +(i%$ $#i"> C$.3//*.*/72 ) $'3 %&'*)3'3 ) 9.3//*.*/72"
E "#1i!$
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Con o%&eno: S* /#$%&'* &!
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*asificadores de echo descendente o fijo en contracorriente (+pdraft),
E! *+"$+
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G.3//*.'&)3 ) $)*
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>" E$)**/72 )$ +/%' ) 9.3//*.'&
E! *+"* '2+$ *
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>" P&'*)3' )$ G.3//*.'& ) $)*
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E *!'*!%i%$ %*
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/2#"7'&2+ %* 0i$12+2 %* %iK1*"#$ ) 11 %* -$#12 @&* 2 "$"2i%2% %* '*!i;2+
v$2!"*+ +$! #*"*!i%2+ $0"*!i*!%$ &!
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C.%8+-$' I29)2/)&8. C'2*)%+-.$
"1 D)+.$$) ) $. *'23+&-**/72 ) $'3 )$)4)2+'3
"1"1 D/3)' ( C'23+&-**/72 ) -2 G.3//*.'& ) L)*)H C. L2+ /2#"7'&2+ %*
'$10&+"i0* +* i!"#$%&'*! *! * *'?$ %* #*2'"$# +* 1*;'2! #K/i%21*!"* '$! *
12"*#i2 %* *'?$ +* '2i*!"2! '2+i i!+"2!"K!*21*!"* 2'2!;2!%$ 2+7 2
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C$1$ #*+&"2%$ %* *+"* "#2"21i*!"$ * '$10&+"i0* +* /i#$i+2 1& #K/i%21*!"*
%2!%$ '$1$ #*+&"2%$ &!2 1*;'2 %* '$1/$!*!"*+ '$! &!2 '2!"i%2%
#*2"iv21*!"* **v2%2 %* 12"*#i2*+
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&! 'i'(! i!"*#!$ 2 -i! %* #*%&'i# * 17!i1$ %* *+'2/* %* /2#"7'&2+ +(i%2+. L2+
/2#"7'&2+ %* '*!i;2 +* *x"#2*! "210i! /$# 2 /2#"* i!-*#i$# %* #*2'"$# *! *
'i'(! %*
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Tala (. An#lisis inmediato de los residuos "orestales
M.+)&/. ='$:+/$)3 ( *.&6'2' /' *)2/.
8&1*%2% 3>3 )>
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P2#2 $0"*!*# $+ 1$? %* $x7 "
S#*2 ` G2 a )=,WT
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D$!%*
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"> P$.2'3 ( )+.$$) ) $. *'23+&-**/72 )$ G.3//*.'&">"1 P$.2'3 ) +.$$)& ( ) )+.$$)
ANEXO A
">"> I23+&-**/72 ) F.6&/*.*/72 G.3//*.'& ) 10KW
M;+'' ) .6&/*.*/72 ( 2'&4.3
E
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C'23+&-**/72 ) $. *-6/)&+. ) 9.3)3 ( *)2/.3
0, 1ista de piezas:
A!i$ i!-*#i$# %iK1*"#$ 3 ,3 x ) %* 2!'?$
P2'2 %* -$!%$ +i! -$"$
Ex"#*1$ i!-*#i$# %* "&0$ /2'2 2+2 %* 2 /2#i2 #*'$*'"$#2 %* '*!i;2
B#i%2 +&/*#i$# = [ %* %iK1*"#$ x > %* 2!'?$
T&0$ %* +2i%2 %*
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H T&*#'2+ %* 45[ /2#2 * 2!i$ i!-*#i$#
> T$#!i$+ %* ,>[ /2#2 -i62# 2+ /2"2+
> T&*#'2+ %* ,>[ /2#2 -i62# 2+ /2"2+
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'*!i;2
N*/$ %iK1*"#$ [ x H[
3 T&0$+ '&2%#2%$+ %* _[ x 44[ %* $!
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CONSTRUCCIN DE LA CUBIERTA DEL GASIFICADOR
A) S'$.-&. )
%)&2' +-6'
9.3//*.'&
&rop!sito/ E! *+"$
'$!*'"2#K 2+ /2"2+ %
%oldadura/ de
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E+ 2'$!+*620* +&6*"2# * 2!i$ /$# %*026$ /2#2 *vi"2# %*-$#12'i$!*+ /$# *
'2$#. A%*1K+ 2"*#!2!%$ 2+ +$%2%+ 2 "#2v+ %* 2 0#i%2 +* +&
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E M'2+.) ) 3.$/. )$ 9.3
%oldadura/ de
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/$# $ "2!"$ *! 2 '2#2 vi+"2 !$ "i*!* @&* ?20*# !i &! +$$ *x'*+$ %*
+$%2%.
)rida in"erior/ A+*
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S&6*"2# $+ "&0$+ '&2%#2%$+ *! -$#12 %* '#&; 2 9H
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B.&&/' )$ 6&.'
%oldadura/ estructural
Orientaci!n/ * 0#2;$ "i/$ U+* &0i'2 *! 2 /2#"* i!-*#i$# %* 2 /2##i2 +*
+&*%2 +$0#* &!$ %* $+ 0#2;$+
Las colum uente o travesao de 4"
C S'$.& %)&2'3 ) Q 1 )2 $. %$.*. )$ )H+&)4' /2)&/'&"
Orientaci!n/ L$+ /*#!$+ +* '$$'2! ?2'i2 2026$ *! 2 /2#"* *x"*#i$# %* #*2'"$#.
%oldadura/ ?*#1"i'2.
I!+"22# "*1/$#21*!"* 2 #*6i2 /2#2 2 '*!i;2 '$! "&*#'2+ 12#i/$+2 /2#2
'$1/#$02# 2 "$*#2!'i2. Li1/i* $+ 2
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'$##*'"21*!"* * i!"*#i$# %* 2 '&0i*#"2 +i! #$+2#. E+ "i &+2# 2 /2##i2 /2#2
+$+"*!*# 2 "&0*#72 *! +& &
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CONSTRUCCION DEL REACTOR DE FLUJO DESCENDENTE DEL
GASIFICADOR
REACTOR
R*'i/i*!"* %* #*2'"$# -&*#2 %* "&0$
F$!%$ %* 2 /2'2 -i!2
A!i$ %* 0#i%2 +&/*#i$#
C$%$+ %* _ 9H
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BOUILLAS DE AIRE
T&0$+ /2#2 0$@&i2 x =.)4 4 /i*;2+
C$%$+ , > 4 /i*;2+
TAPA DEL REACTOR
T2/2 %* 2 /2'2 2+ /i*;2+
P2#"*+ i!%ivi%&2*+ %* #*'i/i*!"* i!"*#i$# %* #*2'"$#
NOTA P$%#72 %*'i#+* @&* *+"* *+ * **1*!"$ '*!"#2 %* G2+i-i'2%$# '$!+i+"*
*! 2 -20#i'2'i(! 1K+ '$1/i'2%2 %* *+"* /#$'*+$. P#*+"* *+/*'i2 2"*!'i(! 2
"$%2+ 2+ i!+"#&''i$!*+ 2+*
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T'$)&.2*/.3 B&+'2# 2 "2/2 %* 2 '&0i*#"2 %* 2 /2'2 1K+ /*@&*2 @&* +* '$$'2
+$0#* 2 20*#" 1K+
-
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O&/)2+.*/72! L2 /2#"* i!-*#i$# %* #*2'"$# %*0* '$i!'i%i# '$! * /*#!$. L2 '2#2 @&*
+* 2'$/2 '$! 2 '21/2!2 %* #*$6 %* 2#*!2 %*0*#K *+"2# *!-$'2%2 ?2'i2 2 /2#"*
+&/*#i$# $ i!"*#i$# %* #*2'"$#.
-
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S&6*"* * 0$#%* %* 2 /2'2 i!-*#i$# '$! 2 /2#"*
+&/*#i$# ?2'i2 * i!"*#i$# %* #*'i/i*!"*.
Ai!** 210$+ 0$#%*+ '$! 2 /2#*% %* #*2'"$#. A+*
-
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E '$2# %* '$%$ %*0* @&*%2# *! * *x"#*1$ i!-*#i$# %* 2 /2'2. N$ '$$@&* *
'$%$ 1& 2*62%$ /$#@&* $0+"#&i#K 2 #*6i2 '&2!%$ +* i!+*#"* *! 2 '&0i*#"2 %*
-
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L$+ '$%$+ %*0*! +*# +$%2%$+ ?*#1"i'21*!"*. E+ -K'i /2+2# /$# 2"$ $+ /&!"$+
2#*%*%$# %* '&*$ %* '$%$.
C" I23)&+.& ( 3'$.& -2 +-6' ) .**)3' .$ &)*/%/)2+) )H+)&/'&
I!+*#"* &!$ %* $+ "&0$+ %* x ) ) "&0$+ *! * 2
-
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E" A-3+) ( 3'$.-&. )$ 3)9-2' +-6' ) .**)3' . +&.=;3 )$ *-)$$' ) ./&)
A6&+"* * +*
-
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G" A+'&2/$$.4/)2+' )$ R).*+'& )2+&' ) $.*-6/)&+.
I!+*#"* * #*2'"$# %*!"#$ %* 2 '&0i*#"2 %*
-
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Si
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CONSTRUCCION DELCICLON
N$"2 &+"*% %*0* '$!+"#&i# 2 '&0
I Li+"2 %* /i*;2+ %* 'i'(!
Ci'(! %* "&0$+
F$!%$ %* 2 /2'2
A!i$ %* 0#i%2 +&/*#i$#
T&0$ %* *!"#2%2 %*
-
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II EL CICLON
A" P-2+)) $. %$.*. *-.&.. .$ +-6' ) )2+&.. ) 9.3
A6&+"* * "&0$ %* *!"#2%2 *! &! "$#!i$ %* +&6*'i(! /2#2 '*##2# * *+/2'i$ 20i*#"$
* '&2%#2%$ %* 2##i02.
C$$'2# 2 /2'2 '&2%#2%2 *! * *x"#*1$ '&2%#2%$ %* "&0$ %* *!"#2%2 /2#2
!iv*2# $+ 0$#%*+ %* "&0$.
P&!"** $+ 0$#%*+ %* "&0$ 2 /2'2 '&2%#2%2. 82
-
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C" C'$'5-) )$ .2/$$' ) 6&/. )2 )$ +-6' 3-%)&/'& )$ */*$72
A+*
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" S'$.-&. )$ 2)%$' )2 )$ *)2+&' )$ .9-)&' ) $. %$.*. /2)&/'&
A+*
-
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" S'$.-&. %'& +'.3 $.3 *'3+-&.3 )2 )$ C/*$72
II C'23+&-/& )$ */*$72
A6&+"* 2 "&0*#72 i!"*#!2 %* Ci'(! +$0#* * 2
-
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CONSTRUCCION DEL UEMADOR
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PINTURA DEL GASIFICADOR
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An#lisis inmediato ,H %(2#*+ x ) )5H %(2#*+
Cin=tica a la pir!lisis ,H %(2#*+ x ) )5H %(2#*+
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ANEXOS