Proceso de reducción de los óxidos de nitrógeno

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Para reducir los óxidos de nitrógeno en los gases de combustión (o más exactamente para eliminar los óxidos de nitrógeno NO y NO2) se usan medidas primarias y/o, alternativamente, medidas secundarias.

  • Las medidas primarias incluyen el proceso en el que se escalona el suministro de aire, la combustión en lecho fluido y los quemadores especiales. En todos los casos, la formación de óxidos de nitrógeno se reduce fuertemente sólo durante la combustión.
  • El proceso SCR (reducción catalítica selectiva) se ha establecido ampliamente como una de las principales medidas secundarias (estas intervienen en los gases de combustión después de que han abandonado la cámara de combustión). Los gases de combustión se enriquecen luego con una mezcla de amoníaco (NH3) y aire, después de lo cual los óxidos de nitrógeno se convierten en nitrógeno y agua en una reacción química. En la jerga técnica, también se usa la abreviatura DENOX para las instalaciones de esta clase.

 

Combustión en lecho fluido

En las calderas de lecho fluidizado el combustible de grano fino se transporta a la cámara de combustión encima de un suelo provisto de toberas. El aire de combustión fluye a través de las toberas desde abajo, haciendo que las partículas del combustible formen un lecho fluidizado. Las partículas sin quemar o totalmente quemadas se devuelven a la cámara de combustión desde la corriente de gases de combustión por medio de las medidas apropiadas, y se crea un lecho fluidizado circulante.

 

El proceso de lecho fluidizado ofrece significativas ventajas:

las partículas del combustible entran en un contacto muy íntimo con el oxígeno del aire de combustión y la combustión es, por consiguiente, casi completa. La temperatura de la combustión es alrededor de 900°C, lo que significa que hay una producción mínima de óxidos de nitrógeno térmicos; añadiendo cal al combustible, el combustible se puede desulfurizar ya durante la combustión.

 

Suministro de aire escalonado

Un suministro de aire escalonado es una medida primaria extraordinariamente eficaz, ya que reduce la formación del NO en el combustible y del NO térmico.

Esto reduce directamente el suministro de aire en el quemador (aire primario), el coeficiente de exceso de aire es por consiguiente <1, aumenta la formación de CO, el contenido de NOx permanece bajo y se reduce más por la formación de moléculas de N2 estables.

Luego se añade más aire de combustión (aire de incineración) sobre el quemador en una etapa posterior y garantiza que la combustión continúe.

Esto reduce significativamente el CO y se forma muy poco NO adicional, ya que el nitrógeno está ya presente como moléculas de N2 estables.

 

Quemadores de NOx bajo

De forma similar al suministro de aire escalonado en la cámara de combustión, estos quemadores funcionan con un suministro de aire distribuido en varios lugares del quemador y con una recirculación de aire interna.

Esto garantiza la combustión completa con formación reducida de óxidos de nitrógeno.

 

Proceso de desulfuración

De los muchos procesos para desulfurizar los gases de combustión, el lavado en húmedo con cal / piedra caliza (proceso secundario) se ha establecido como el principal favorito.

En una torre de lavado, los gases de combustión se pulverizan con una suspensión de lavado (piedra caliza finamente molida en agua), a consecuencia de lo cual la mayoría del anhídrido sulfuroso (SO2) se liga por medio de una reacción química.

El SO2 gaseoso se convierte inicialmente en una solución antes de combinarse como sulfato cálcico dihidratado (yeso).

Al menos parte de las grandes cantidades de yeso así generadas se reutilizan como material de construcción.

En la jerga técnica, la abreviatura FGD (desulfuración de gases de combustión) también se usa para instalaciones de esta clase.

 

Incineración térmica

En la incineración térmica, también conocida como limpieza térmica de los gases de combustión, los contaminantes del aire inflamables contenidos en los gases de combustión se queman con oxígeno en el aire a temperaturas entre 700°C y 900°C.

Esto produce CO y agua, pero, dependiendo de los contaminantes, también SO2, HCl y otros.

La incineración térmica es distinta de la combustión con llama, que trabaja a 1300°C, y de la combustión catalítica, que funciona a 250-500°C.

Las calderas de incineración térmica requieren, en general, una gran cantidad de energía (calderas suplementarias) y por consiguiente solamente se usan donde otras calderas no ofrecen el rendimiento suficiente o donde necesitan ser destruidos determinados constituyentes.