Recuperación del calor en centrales de biogás
Azufre
El problema del azufre puede ser especialmente crítico en el caso del biogás. El diseño optimizado de la instalación es un factor decisivo a la hora de garantizar una larga vida útil de los intercambiadores de calor y los generadores de vapor. Con su colaboración, nuestro equipo de desarrollo de proyectos encontrará sin duda la mejor solución.
Principios básicos de trabajo:
- El intercambiador de calor de gases de escape se diseña en base a los datos nominales de funcionamiento (caudal másico, temperatura del gas de escape, temperatura del agua refrigerante, etc.)
- Debe tenerse en cuenta que la variación de las condiciones de servicio puede provocar situaciones críticas.
- Esto se refiere principalmente al funcionamiento a carga parcial, repetidas operaciones de arranque/paro (p. ej. debido a una producción de biogás demasiado baja), temperatura del agua refrigerante inferior a la especificada, etc.
El gas de escape contiene SO2 y SO3 (dióxido de azufre/trióxido de azufre) a partes iguales.
El SO2 puede oxidarse hasta transformarse en SO3 por medio de catalizadores. Mientras que el SO2 en estado gaseoso fluye a través del intercambiador de calor, en combinación con agua el SO3 puede formar H2SO4.
Incluso concentraciones mínimas de SO3 pueden hacer aumentar la temperatura de punto de rocío rápidamente, dado que el SO3 es determinante del punto de rocío de los ácidos.
El SO2 es poco reactivo, pero el SO3 existente reacciona inmediatamente con el vapor de agua siempre presente en el gas bruto para formar ácido sulfúrico (H2SO4), pasando por el ácido sulfuroso (H2SO3).
Debido a la gran diferencia entre la temperatura de ebullición del H2O (100°C) y del H2SO4 (338°C), se producen elevadas concentraciones en el condensado al alcanzar el punto de rocío, incluso con bajas concentraciones de H2SO4 en el gas bruto.
Entre otros, el contenido de SO3 depende del contenido de azufre del combustible, del tipo de combustión, de la conducción de humos, del oxígeno disponible mediante el factor de exceso de aire y de la capacidad de adsorción de polvo volátil y depósitos.
Un alto contenido de SO3 es la consecuencia directa de elevados valores de sulfuro en el gas de combustión.
Pérdida de presión
Debido a las elevadas temperaturas de salida del gas de escape, generalmente es posible utilizar tubos de humo "grandes" respetando la longitud especificada. Está demostrado que para el funcionamiento con biogás no deben utilizarse tubos de humo con un diámetro interior d < 20 mm. Como puede verse en el gráfico, en comparación con diámetros de tubo más pequeños el aumento de presión ante la presencia de suciedad se reduce considerablemente, al igual que el tiempo de limpieza, dado que hay menos tubos.
Formaldehído
El empleo de catalizadores provoca además que el SO2 se oxide hasta transformarse en SO3, lo cual hace imprescindible una desulfuración con filtros de carbón activo. El filtro trabaja en un rango de humedad determinado del gas. Este contenido en humedad puede ajustarse de forma óptima mediante el nuevo deshumidificador de gas FriCon desarrollado por APROVIS. FriCon le permite:
- No generación de condensado en las tuberías de gas posteriores
- Precipitación parcial de H2S, NH3 y compuestos orgánicos de silicio
- Precipitación de sustancias en suspensión
- Mejora del valor calorífico
