Combustión industrial

Combustión industrial y cuestiones medioambientales: Un enfoque importante para Babcock Wanson

 

En los últimos años, y en particular desde el Protocolo de Kioto (1997), los efectos negativos de la combustión en el medio ambiente, incluidas las emisiones de gases de efecto invernadero, se han convertido en una cuestión esencial para el sector industrial.

Los combustibles fósiles son la savia de la industria. Son la fuente de todos los procesos industriales, necesarios, indispensables y, sin embargo, tan problemáticos.

Babcock Wanson es un importante actor internacional en el sector industrial.  Como tal, estamos comprometidos con el objetivo a largo plazo de permitir a la industria reducir su uso de combustibles fósiles, reducir su huella de carbono y avanzar hacia una industria sostenible en un mundo sostenible.

Los fenómenos negativos generados por los quemadores industriales pueden dividirse en dos categorías principales: El CO2, por un lado, y los contaminantes nocivos (metano, azufre, óxidos de nitrógeno), por otro.

El CO2 se libera por una reacción química entre el oxígeno del aire de combustión y el carbono de los combustibles fósiles, desprendiendo calor. Es en gran parte responsable del calentamiento global y está en el centro de los problemas de sostenibilidad medioambiental a los que se enfrenta la industria.

Las emisiones de contaminantes perjudiciales para la salud humana o la biodiversidad constituyen la otra gran categoría de molestias causadas por la combustión industrial. El metano (CH4) y el azufre (SO2) figuran entre ellos, pero son sobre todo los óxidos de nitrógeno los que preocupan a la industria y a las autoridades públicas. Los óxidos de nitrógeno (NOX) incluyen el monóxido de nitrógeno NO, el dióxido de nitrógeno NO2 y el óxido nitroso N2O. En términos de salud humana, los riesgos provienen del dióxido de nitrógeno, NO2, que favorece las enfermedades respiratorias. En el entorno natural, los óxidos de nitrógeno hacen que las precipitaciones sean ácidas, lo que provoca la acidificación del suelo y del agua, y la muerte de los bosques.

En consecuencia, han surgido dos áreas principales de trabajo para desarrollar tecnología y equipos que reduzcan el impacto medioambiental de los procesos industriales: reducir el consumo de estos combustibles fósiles o sustituirlos por energías alternativas descarbonizadas en términos de CO2, y desarrollar soluciones innovadoras para limitar la formación de NOX.

Como fabricante de calderas industriales, Babcock Wanson también diseña y fabrica sus propios quemadores. Esta doble experiencia, única en el mercado, nos permite tener una visión global de los fenómenos ligados a la combustión de los combustibles fósiles y responder a ellos de forma innovadora y eficaz.

Innovación para la reducción de NOx :

Una combustión de calidad debe tener un buen rendimiento para reducir al máximo la producción de CO2, pero también debe limitar la formación de óxidos de nitrógeno (NOx), que resultan de la combinación del nitrógeno presente en el aire con el oxígeno, y que es esencial limitar.

brûleur haut rendement énergétique
Optimo 1 : brûleur haut rendement énergétique

los proyectos de investigación y desarrollo de Babcock Wanson tienen como objetivo limitar la formación de NOx y, al mismo tiempo, tratar de optimizar la eficacia de la combustión, aunque estos dos objetivos pueden requerir medios contradictorios.

En efecto, la limitación de los NOx puede obtenerse fácilmente favoreciendo un alto exceso de aire, pero esto se traduce en una disminución del rendimiento. Por otro lado, el precalentamiento del aire de combustión mejora el rendimiento pero aumenta la temperatura de la llama y, por tanto, la producción de NOx.

Aprovechando su dominio global del funcionamiento de una sala de calderas industrial, los equipos de I+D de Babcock Wanson desarrollan soluciones que permiten alcanzar estos dos objetivos.

La solución R-Eco es un precalentador de aire de combustión que recupera el calor de los humos de combustión y utiliza un sistema de recirculación de los gases de combustión (FGR). Esta tecnología aumenta tanto la eficiencia global de la caldera hasta el 98%, como reduce significativamente la formación de emisiones de NOx en los gases de combustión. Es la solución ideal cuando los retornos de condensado son elevados y no permiten el uso de economizadores convencionales para recuperar el calor de los gases de combustión. R-Eco es compatible con instalaciones que funcionan con gas natural, con una temperatura de entrada de los gases de combustión superior a 130°C, y una temperatura de salida ≈ 100°C.

Todos los procesos industriales requieren y/o producen calor. La recuperación y reutilización de este calor hace que el proceso de producción sea más sostenible y ofrece beneficios económicos a las empresas, además de cumplir con los requisitos medioambientales.

Préchauffage de l'air R-Eco
Préchauffage de l’air R-Eco
Concept Good Loop
Concept Good Loop – Abattement de NOx

La última innovación en la línea de productos de quemadores, el concepto Good Loop, es un equipo especialmente desarrollado para cumplir los requisitos europeos de reducción de las emisiones de Nox. También basado en la técnica de recirculación de gases de combustión (FGR), Good Loop extrae los gases de combustión a la salida de la caldera reintroduciendolos directamente en el hogar, antes del bloque refractario, gracias a un ventilador adicional específico.

Esto reduce directamente las emisiones de Nox de nuestras calderas de gas natural en 20-30 mg/Nm3, lo que sitúa a los equipos de Babcock Wanson a la cabeza de la innovación en este ámbito.

Esta tecnología única puede aplicarse a un quemador ya existente y mejorar su rendimiento sin ningún cambio de diseño.

Soluciones alternativas

Babcock Wanson también está trabajando para ofrecer soluciones que integren combustibles alternativos como el biogás y el hidrógeno, que se descarbonizan de forma natural.

El biogás y el biometano son alternativas muy interesantes, ya que permiten aprovechar las redes de distribución y los equipos existentes (para el biometano). Sin embargo, el biogás requiere adaptaciones y un control de calidad (contenido de humedad, existencia de sulfuro de hidrógeno) para ser utilizado con una solución de combustión convencional. Por otro lado, el biometano puede sustituir fácilmente al gas natural, ya que tiene una calidad equivalente.

Técnicamente, la combustión en este caso produce las mismas emisiones que la del gas natural (CO2 y contaminantes a limitar como el NOx) pero es su método de producción el que puede considerarse sostenible. En efecto, es posible producir biogás y biometano por metanización de la materia orgánica. Por lo tanto, ofrecen una oportunidad para reciclar los residuos (verdes, agrícolas, de la industria alimentaria o incluso los lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales). Además, el proceso de metanización también produce un residuo llamado digestato, que es un sustituto de los fertilizantes químicos, cuya fabricación requiere recursos fósiles.

Toda la gama de quemadores Babcock Wanson es capaz de funcionar, previo estudio de nuestro departamento técnico, con uno u otro de estos nuevos tipos de combustible, que se integran plenamente en el ámbito del desarrollo sostenible.

El hidrógeno también es un combustible de futuro. Sin embargo, está muy poco presente en su estado natural y hoy es principalmente el resultado de procesos petroquímicos que también son contaminantes (hidrógeno gris). En cambio, su producción se basa cada vez más en procesos que utilizan electricidad de fuentes renovables, como la electrólisis del agua (hidrógeno verde). Por lo tanto, puede ser una solución interesante para el almacenamiento de energía y una alternativa muy creíble en el futuro para la industria como medio de sustitución de los combustibles fósiles. La combustión del hidrógeno ya no produce CO2, sino simplemente vapor de agua. Sin embargo, sus características técnicas son bastante diferentes (densidad, PCI, etc.) de las del gas natural, y su distribución y combustión requieren las adaptaciones necesarias para su implantación a gran escala.

Anticipándose a esta alternativa emergente en la industria, los quemadores de Babcock Wanson ya están «preparados para H2» de forma nativa y están diseñados para incorporar una proporción significativa de hidrógeno además del combustible gaseoso tradicional.  También podemos ofrecer soluciones 100% de hidrógeno que requieren una cabeza de combustión específicamente diseñada para cada proyecto.

Por una industria eco-responsable y sostenible

Como gran proveedor internacional de salas de calderas y equipos asociados, que opera en 8 países y en todos los sectores industriales, es natural que Babcock Wanson haya asumido un compromiso firme y a largo plazo para convertirse en un actor creíble de la transición ecológica. Ofreciendo soluciones concretas y eficaces, productos que combinan la optimización de la eficiencia y la innovación tecnológica, explorando alternativas creíbles que constituirán la industria del mañana. Permitiendo, día tras día, que los usuarios de nuestros equipos reduzcan su uso de combustibles fósiles, que alcancen sus objetivos de reducción de la huella medioambiental y que construyan juntos un modelo de industria sostenible en un mundo sostenible.