Teoría de la condensación

Los hidrocarburos son los combustibles más utilizados en la actualidad. En los hidrocarburos los elementos principales son el hidrógeno y el carbono.

En cualquier reacción de combustión es necesaria la presencia de tres elementos básicos: Combustible, comburente (O2) y energía de activación (llama, chispa, calor)

La combustión de cualquier hidrocarburo se puede expresar de forma genérica como:

Combustible + Aire (O2 + N2) ---------------------> Productos de la combustión + Calor

De la reacción de la combustión obtenemos dos efectos: Calor y Productos de la combustión (PDC).

PDC: CO2 + H2S + SO2 + N2

Uno de los componentes principales de los PDC de un hidrocarburo es el vapor de agua. El vapor de agua junto con el resto de los productos de la combustión normalmente se elimina por las chimeneas de todas las calderas.

La cantidad de vapor de agua que se puede producir en la combustión completa de cualquier combustible viene determinada por el Índice de vapor de agua:

VH2O: Volumen de vapor de agua en metros cúbicos poducidos por cada metro cúbico de combustible gaseoso o por Kg. de combustible sólido/líquido.

Por tanto, se pueden observar distintos índice de vapor de agua según los distintos tipos de combustibles (Gasóleo, Gas Butano, Gas Propano, Gas Natural, etc..).

Para producir vapor de agua es necesario utilizar calor. La energía utilizada al producir el vapor de agua presente en los productos de la combustión proviene del combustible. Es decir, parte de la potencia calorífica contenida en el combustible se tira por la chimenea de manera literal.

El objetivo de las calderas de condensación es precisamente recuperar parte de esta enería.

Para entender el funcionamiento de las calderas de condensación y la manera en la que recuperan la energía contenida en el vapor de agua es necesario entender previamente algunos conceptos importantes, tales como: calor sensible y latente, Punto de rocío, Poder calorífico inferior y superior.

De estos conceptos hablaremos en el siguiente post.

Información elaborada gracias al Libro Azul  de la condensación, gentileza de BAXIROCA

Conceptos de la combustión: FORMACIÓN DE CONTAMINANTES

En el anterior post, tratamos el tema de los inquemados, los cuales se generaban por reacciones incompletas. Los procesos de combustión dan también lugar inevitablemente, a la inmisión en la atmósfera de sustancias que modifican la composición del aire y que tienen un poder contaminante sobre este mismo aire, la tierra y el agua, y constituyen la más importante fuente de contaminación del aire.

Por lo que las materias contaminantes procedentes de un proceso de combustión se clasificarían en tres grupos:
1) Los inquemados: productos derivados de una combustión incompleta
2) Óxidos de nitrógeno, los NOx, siendo los más importantes el NO y NO2.
3) Óxidos de Azufre, cenizas y trazas de sustancias metálicas varias. Emisiones debidas a contaminantes contenidos en los combustibles.

En esta clasificación no se incluye el Dióxido de Carbono (CO2) y vapor de agua como contaminantes, lo que no implica dejar de considerar su elevado potencial como gases de efecto invernadero y sus terribles consecuencias, que también deben controlarse.

La naturaleza y concentración de estas sustancias contaminantes dependerá:
- Del tipode combustible
- Del modo en que tiene lugar la combustión, o sea del tipo de caldera y quemador empleados.
- Del mantenimiento y puesta a punto de la instalación.

Por todo lo expuesto aquí, la combustión es un proceso que impacta en el ambiente y de aquí la importancia de mejorar la eficiencia global en el aprovechamiento del calor contenido en el combustible diseñando sistemas capaces de aprovechar adecuadamente este calor y mejorar el rendimiento del proceso de combustión.

Información sobre eficiencia y ahorro energético, extractos de interés de la Guía técnica: Procedimiento de inspección periódica de eficiencia energética para calderas. 
www.idae.es

¿Se puede cultivar la energía?

Una interesante conferencia de Juan Enriquez, quien cuestiona nuestra definición de bioenergía. Petróleo, carbón, gas y otros no son productos químicos sino biológicos, basados en materia vegetal - y por ende, cultivables. Plantea que nuestro enfoque hacia los combustibles debe cambiar.

Recomendaciones en análisis de biomasa

En los casos que estén buscando un Analizador para estudiar el rendimiento y los parámetros de una combustión usando como combustible la biomasa, nosotros recomendamos usar distintos tipos de equipos dependiendo del tipo de biomasa a analizar. 

Disponemos de una gama bastante amplia de analizadores de gases, pero en temas de biomasa húmeda nos tendríamos que decantar por el equipo Multilyzer o Maxilyzer puesto que estos equipos disponen de un sensor de CO de alta concentración opcional (hasta 20.000ppm) muy útil cuando estamos con aplicaciones de biomasa porque se suele sobrepasar los 10.000ppm de CO (que es el valor máximo que admite el modelo Eurolyzer STe).

Si usan biomasa seca (no húmeda), los valores de CO no excederán de 10.000ppm, con lo cual el equipo Eurolyzer STe sería suficiente. Tanto el Multilyzer como el Eurolyzer disponen de los combustibles Pellets en el menú de los combustibles que pueden seleccionarse.

De todos modos, recomendamos:

    Eurolyzer STe con la medición de O2 y CO. Más adelante se le puede añadir un sensor de NO en caso de que se necesite y otras opciones tales como tarjeta de memoria, bluetooth y/o una tercera toma para la medición de la presión diferencial. En el caso de que se excediera de 10.000ppm de CO, el equipo viene preparado con una electroválvula de exclusión de CO y por tanto, en caso de exceder de dicho valor, esta electroválvula se activaría para evitar que se dañara el sensor y el equipo.  Pueden ver más información de este equipo en http://www.sedasl.es/Eurolyzer.html

 

2)  

       Multilyzer NG con la medición de O2 y CO (hasta 4000ppm) y con la opción de incorporar también el sensor de CO de alta concentración (hasta 20.000ppm). Este equipo incorpora también una doble bomba lo cual haría que en el caso de exceder de 4000ppm de CO, esta se activaría para evitar dañar el sensor de CO, y en el caso que tuviera el sensor de CO de alta concentración incorporado, se activaría este y el equipo seguiría funcionando. Si no tuviera este sensor de alta concentración, en la pantalla le aparecerían unas rayitas y no se dañaría el sensor estándar de CO. El equipo Multilyzer ya incorpora memorización de datos y la toma de la presión diferencial como estándar, lo único que lleva opcional es el Bluetooth y poder añadir más gases. Puede ver más información de este equipo en http://www.sedasl.es/Multilyzer.html

 

El Multilyzer les permite editar combustibles nuevos que Vds. quieran incorporar, a parte de los combustibles estándar que incluyen en el menú de operación. De momento es una opción que no dispone el Eurolyzer pero el fabricante está estudiando añadirlo en un futuro próximo.

Todas las funciones de los menús de los Eurolyzer se pueden actualizar a posteriori sin coste alguno para los usuarios, es decir, si el fabricante lanza esta opción más adelante, con sólo enviarles a Vds. la nueva versión del firmware por e-mail, Vds. cargan este nuevo archivo en el equipo y listo