Equipos de control de emisiones GEA Plantas SCR de GEA

GEA - Líder en DeNOx

La reducción catalítica selectiva (SCR) es una manera de convertir los óxidos de nitrógeno, también denominados NOx. Cuando se quema carbón, productos derivados del petróleo, gas natural e incluso residuos domésticos o residuos peligrosos de la producción industrial, se crean contaminantes que se emiten con el gas de emisión. A pesar de una combustión optimizada, se crean cantidades significativas de NOx, uno de los principales contaminantes. Mediante la reacción de los óxidos de nitrógeno con otros constituyentes atmosféricos se crea ozono en el aire ambiente. Otros productos de reacción, como el ácido nítrico, llegan por precipitación al agua y el terreno en la forma de lluvia ácida. La acumulación de nitratos resultante tiene un impacto negativo en los seres humanos y la flora y fauna. Por estas razones, casi todos los países industrializados han adoptado leyes para limitar las emisiones de óxido de nitrógeno. GEA es líder global en plantas de DeNOx y desarrolla y fabrica sistemas de desnitrificación altamente eficientes, individualizadas a medida para los distintos requisitos del cliente. Se inyecta una solución de amoníaco acuoso o urea en los conductos aguas arriba de la SCR, que se evapora inmediatamente. Se utilizan boquillas de dos fluidos (amoníaco y aire comprimido) para inyectar la solución de amoníaco. Un sistema de mezcladores estáticos instalado en los conductos aguas abajo de los puntos de inyección de amoníaco asegura la adecuada mezcla de este. La mezcla de gas y amoníaco entra en la unidad por su parte superior y sale horizontalmente por la parte inferior. Un sistema de distribución de gas (pulverizador de remolino) garantiza la adecuada distribución del gas por toda la sección transversal de la unidad. La reacción entre el amoníaco y el NOx se mejora con la presencia de un lecho catalizador situado en el fondo de la unidad.

La reducción ocurre en presencia del catalizador a un rango de temperaturas entre 250 °C y 380 °C (570 °F y 716 °F).

Las principales reacciones químicas son: 
4 NO + 4 NH3 + O2 -> 4 N2 + 6 H2O (1)
6 NO2 + 8 NH3 -> 7 N2 + 12 H2O (2)

NOx - Eliminación / Lámina de flujo SCR - DeNOx

Lámina de eliminación de NOx de SCR de GEA Bischoff
Enlaces a plantas SCR de GEA Bischoff

Pueden elegirse distintos tipos de módulos de catalizador

Módulos Cat SCR de GEA Bischoff
La reducción ocurre en la presencia del catalizador a un rango de temperaturas entre 250 °C y 380 °C (570 °F y 716 °F). El lecho de catalizador se limpia de un modo intermitente (una o más veces cada 24 horas) con aire comprimido y vapor. Un brazo rastrillador se desplaza lentamente sobre el catalizador, asegurando una limpieza eficiente de la superficie superior y el interior de los canales.

El lecho de catalizador se limpia de un modo intermitente (una o más veces cada 24 horas) con aire comprimido y vapor. Un brazo rastrillador se desplaza lentamente sobre el catalizador, asegurando una limpieza eficiente de la superficie superior y el interior de los canales.

El índice de alimentación de amoníaco está controlado por la concentración de salida de NOx del gas. Los productos resultantes de las reacciones químicos son nitrógeno y vapor de agua, que constituyen componentes naturales del aire ambiente y se pueden descargar a la atmósfera.

 

Ventajas principales

  • Máxima eficiencia de rendimiento de la SCR con una mínima pérdida de amoníaco
  • Fiabilidad demostrada con muchos años de funcionamiento
  • Caída de presión total reducida en la SCR
  • Capacidad de mitigar el envenenamiento del catalizador y de extender su vida útil

Sistema soplador de hollín

Sistema soplador de hollín a la izquierda

Hay perfiles de sellado que garantizan una baja pérdida de amoníaco.

Módulo de pruebas para analizar las pérdidas de actividad

Módulo de prueba para análisis del módulo catalítico de SCR
Estos módulos están diseñados para analizar la vida útil modular de manera periódica.

Planta SCR para la industria del cemento

Para la reducción de las emisiones de dióxido de nitrógeno en las plantas de fabricación de cemento, suele aplicarse el proceso de reducción no catalítica selectiva (SNCR), mediante la dosificación de amoníaco o urea a altas temperaturas del gas. Sin embargo, este proceso está limitado en cuanto a su eficiencia de eliminación de NOx y produce una emisión (pérdida) de amoníaco relativamente alta. Por lo tanto, GEA utiliza la avanzada tecnología de SCR con catalizadores, que reduce la temperatura de reacción desde aproximadamente 1.000 °C a unos 230 °C o 400 °C. Pueden conseguirse altos índices de reducción con una mínima emisión de amoníaco. GEA prefiere la disposición para poco polvo.

DeNOx - Comparación de sistemas

Ventajas y desventajas de los sistemas de SCR

Poco polvoSemi bajoMucho polvo
Riesgo de envenenamiento++--
Riesgo de incrustaciones++-
Frecuencia de limpieza de la superficie+++--
Volumen de catalizador necesario++-
Vida útil del catalizador++--
Espec. Coste de inversión--+
Espec. Coste de funcionamiento++--

Disposición para poco polvo

Configuración de SCR de GEA Bischoff para cemento con poco polvo
Parámetros típicos de SCR para poco polvo:
Temperatura250 - 275 °C
Carga de polvo5 - 20 mg/Nm³
Aberturas del catalizador3,5 - 5 mm
Capas del catalizador / sin dispositivo de limpieza1 - 2

Este tipo de SCR tiene un ciclo de vida más largo (inversión y costes de explotación) por comparación con las otras disposiciones.

 

SCR para la industria del vidrio

En el sector de producción de vidrio, GEA suministra plantas de SCR-DeNOx individualizadas que se caracterizan por:

  • Limpieza altamente eficiente de depósitos en la parte superior y dentro de los canales del catalizador. La superficie superior es limpiada por completo por un brazo rastrillador que se desplaza lentamente por la superficie entera.
  • El aire de limpieza es calentado dirigiendo tubos de aire comprimido a través del gas limpio
  • Este sistema de limpieza es capaz de limpiar el catalizador también en casos de emergencia; por ejemplo, cuando hay pérdida de potencia o cuando una alta carga de polvo alcanza el SCR.
  • Los sistemas de limpieza de la SCR de GEA aseguran muchos años de limpieza eficiente, como se ve en varias referencias, que resulta en una larga duración del catalizador.
  • La SCR es un filtro posterior directo que no requiere calentamiento
  • La selección del módulo de catalizador depende del contenido de polvo de la entrada de SCR

Para la producción de vidrio de selenio, es necesario considerar unos procedimientos específicos

Las primeras plantas están fabricadas con velas de filtro cerámico de alta temperatura con inmersión de calor catalítico. GEA se encuentra participando en dichos desarrollos.

Sin embargo, este sistema aún no se considera consolidado.

 

Unidades de fraccionamiento catalítico fluido (FCC) en refinerías

Las refinerías varían por su complejidad: las más complejas tienen una mayor capacidad de conversión secundaria, lo que significa que pueden producir distintos tipos de productos derivados del petróleo. El fraccionamiento catalítico fluido, un tipo de operación de unidad secundaria, produce fracciones de petróleo más ligeras a partir del crudo. En este aspecto, GEA suministra sistemas de limpieza de gas individualizados incluyendo el tratamiento de efluentes específicos.

Disposición Principal del Sistema de Limpieza de Gas

SCR de GEA Bischoff para FCC Einleitung 3
Nota: En vez de lavador y WESP, también es posible un ESP seco

Característica de la SCR de GEA para FCC

  • Sin contaminación del catalizador gracias a la temperatura de entrada optimizada
  • Emisión de amoníaco minimizada o completamente eliminada si hay un lavador aguas abajo
  • Inversión y costes de explotación considerablemente más bajos que con otros sistemas DeNOx para FCC, como los de generación de ozono —para la que hay que considerar distintos aspectos de salud y seguridad