"Quiero hablar de un viaje que he estado haciendo, un viaje más allá de todas las fronteras conocidas..." James Cowan: "El sueño del cartógrafo", Península, 1997.

jueves, 19 de febrero de 2009

Metodos de combustión del carbón

La combustión del carbón es un medio como cualquier otro de obtener energía, pero tiene los problemas de todos los combustibles fósiles, la emisión de CO2, aparte de la emisión de óxidos de azufre (SOx) y nitrógeno (NOx). La mitad del consumo de carbón se utiliza para la producción de energía, por lo que resulta interesante un aumento de la eficiencia de la combustión de este, así como la reducción de sus emisiones. Atrás a quedado la imagen de las ciudades industrializadas antiguas, cubiertas de una nube negra producida por los inquemados y las cenizas de las calderas de carbón.

Los sistemas de combustión del carbón actuales son los siguientes:

Carbón pulverizado: La combustión de carbón pulverizado (PF) es el método más ampliamente usado para quemar carbón para generación eléctrica. En este método, el carbón es molido, pulverizado e inyectado con aire a la caldera. El carbón pulverizado tiene una gran área superficial, lo cual facilita su combustión en los quemadores. El calor generado es usado para producir vapor a altas presiones y temperaturas para activar las turbinas y generar electricidad. En la actualidad casi toda la electricidad generada en el mundo en plantas térmicas a carbón es producida usando sistemas de carbón pulverizado.

Combustión en lecho fluido: La combustión en lecho fluidizado (FBC) es un método para quemar carbón en un lecho de partículas calientes suspendidas en una corriente de gas. A una tasa de flujo suficiente, el lecho actúa como un fluido y permite una mezcla rápida de las partículas. El carbón es adicionado al lecho y la mezcla continua estimula la combustión completa y una menor temperatura que en los sistemas de combustión con carbón pulverizado. Los lechos fluidizados tienen las ventajas de producir menos NOx en el gas de salida, y debido a las menores temperaturas de combustión producen menos SOx cuando se adiciona continuamente caliza al carbón.


Un método prometedor para el control de la contaminación es la combustión en lecho fluidizado. Se introduce carbón en polvo, piedra caliza y aire en una cámara de combustión donde el agua que circula por un serpentín se convierte en vapor. La combustión se lleva a cabo a una temperatura relativamente baja (760-870 ºC), que minimiza la producción de NO(g) a partir de N2(g) y O2(g) en el aire. Al mismo tiempo, el SO2(g) formado a partir del azufre que lleva el carbón, es retenido con el CaO(s) para formar CaSO3(s) según la reacción:

CaO(s) + SO2(g) → CaSO3(s)

Caldera a presión de lecho fluidificado

El SO2 que no reacciona en esta primera etapa se elimina en una segunda en la que los gases de combustión se hacen pasar por una cámara de purificación donde se les rocía con una suspensión acuosa de CaO. El resultado final es un vapor que contiene fundamentalmente H2O y CO2.

Fuente: http://www.textoscientificos.com/quimica/inorganica/azufre/oxidos-azufre

Ciclo Combinado con Gasificación Integrada (IGCC): Una alternativa a la combustión de carbón es la gasificación de carbón. Cuando el carbón entra en contacto con vapor y oxígeno, se producen reacciones termoquímicas que generan un gas combustible compuesto principalmente por monóxido de carbono e hidrógeno, el cual cuando es quemado puede ser usado para turbinas de gas.

Los sistemas de generación de electricidad con ciclos combinados de gasificación integrada de carbón (IGCC) están actualmente en desarrollo y demostración. Estos sistemas permiten incrementar las eficiencias al usar el calor residual del gas para producir vapor para mover una turbina de vapor adicional a la turbina de gas. Los sistemas existentes en estado de demostración comercial buscan alcanzar eficiencias del 42% y se espera, cuando sean plenamente comerciales, que lleguen al 50%, con tecnologías y materiales actualmente en desarrollo.

Sistemas Híbridos: Los ciclos combinados híbridos se encuentran actualmente en desarrollo. Estos combinan las mejores características de las tecnologías de gasificación y combustión, usando carbón en un proceso de dos etapas. La primera etapa gasifica la mayoría del carbón y mueve una turbina de gas, la segunda etapa quema el carbón residual (carbonizado) para producir vapor. Con estos sistemas puede ser posible alcanzar eficiencias mayores al 50%.