Sistemas de recuperación de calor

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Sistemas de Recuperación de Calor: Aprovechamiento de Calor Residual


1.1 Introducción
El calor residual es el calor contenido en los productos y subproductos de un proceso, que eleva su temperatura a niveles mayores de los adecuados para su emisión o almacenaje. Este calor puede ser aprovechado de modo que se cumplan dos objetivos simultáneamente:

o o

Recoger y distribuir el calorpara reutilizarlo en el mismo equipo o en otros. Disminuir la temperatura de emisión de fluidos de manera que se reduzca la contaminación térmica de la planta.

El calor residual en los efluentes de los procesos industriales supone una importante pérdida de energía térmica en la industria. El aprovechamiento de este calor aumenta significativamente la eficiencia energética de los equipos y laeficiencia global de la planta. Cuanto mayor sea la temperatura de la fuente de calor residual, mayor será la capacidad de aprovechamiento de este calor. En general, en una planta, los equipos susceptibles de ser mejorados con medidas de recuperación de calor residual son múltiples:

o o o o o o o o o

Hornos eléctricos y de gas. Calderas de todo tipo (gas, gasóleo, biomasa, etc.). Secaderos.Evaporadores. Compresores. Sistemas de refrigeración. Turbinas. Motores. Instalaciones de cogeneración.

1.2 Líneas de aprovechamiento
Las líneas de aprovechamiento de calor residual son fundamentalmente dos: Recuperación del calor residual de gases de combustión. Aproximadamente, una disminución de 20ºC en la temperatura de emisión de estos gases implica un aumento del rendimiento energético deuna caldera de un 1%. Dado que los gases de combustión salen muy calientes, la posible reducción de la temperatura es grande, alcanzándose ahorros significativos. Recuperación del calor residual de otros fluidos. En este punto se incluye el aprovechamiento del calor de aguas residuales calientes procedentes de procesos de refrigeración de equipos. Las posibilidades de aprovechamiento son menores, ylas temperaturas son mucho menores que en el caso de gases de combustión.



2.1 Recuperadores de gases de combustión
Son los equipos diseñados para la recuperación del calor residual de los gases de combustión. Básicamente se pueden dividir en dos tipos:

o

Economizadores, en los cuales con el calor de los gases se calienta agua.

o

Recuperadores o calentadores de aire, quetransfieren el calor de los gases a una corriente de aire, generalmente utilizada como comburente de otro proceso de combustión.

Calentador de aire Es un equipo auxiliar importante en calderas y hornos industriales y funciona recuperando el calor sensible de los gases de salida, tanto para reutilizarlo en el propio equipo, como para llevarlo a otra zona de la planta. El precalentamiento del aireproduce los siguientes efectos:

o o o

Se reducen las pérdidas de calor en los gases de combustión, ahorrándose aproximadamente un 1% de combustible por cada 20 ºC de reducción de la temperatura de dichos gases. Aumenta la temperatura de llama en la zona de combustión, incrementando el calor transferido por radiación y la cantidad de vapor producido con un menor exceso de aire comburente.Algunos combustibles sólo pueden ser quemados con precalentamiento del aire, como es el caso del carbón.

2.2 Rocío ácido
En el proceso de combustión, el azufre contenido en el combustible se oxida a SO2, que puede oxidarse aún más hasta SO3. El trióxido de azufre tiene gran tendencia a combinarse con agua para formar ácido sulfúrico, que permanece disuelto en el agua, con gran poder corrosivo. Si latemperatura desciende demasiado, se puede alcanzar el punto de rocío de esta disolución, condensándose gotas de concentración alta, debido al equilibrio. El fenómeno del rocío ácido hace necesario llegar a un valor óptimo de la reducción de la temperatura de los gases, equilibrando el ahorro energético que supone recuperar más calor, con el gasto consecuencia de reducir la vida útil de los...
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