otro pulverizador horizontal, y más antiguo que el anterior, es el que esta formado por un tubo cilíndrico de material resistente a la abrasión. Entre un 25-30% de su volumen interno está relleno de esferas. El cilindro rota a baja velocidad, tal que la fuerza centrifuga que adquieren las esferas presione el carbón que queda atrapado entre la pared causando así el grindado. La mezcla aire-carbón es pobre quedando limitado el contenido de humedad también entorno al 20%. Si se supera dicho valor es necesario recurrir a secadores de carbón. Mediante clasificadores se reinyecta el carbón. Los pulverizadores horizontales cilíndricos con esferas pueden lograr mayores tiempos de residencia, siendo utilizados para proveer carbón lo suficientemente fino como para utilizarlo en ignitores a carbón reduciendo el consumo de gasoil durante el arranque o estabilizar la llama en bajas cargas.
QUEMADORES DE CARBON La forma en que se quema una partícula de carbón depende básicamente de cómo fue pulverizada, sus propiedades y de las condiciones de la caldera. Cuando una partícula de carbón entra a la caldera, aumenta su temperatura superficial debido a la transmisión de calor por convección y radiación de los gases del hogar y otras partículas en combustión. Al aumentar la temperatura de la partícula, la humedad residual se vaporiza y libera la materia volátil del carbón. Estos volátiles ignicionan y queman de manera instantánea, La combustión de la partícula depende del tamaño, cuanto menor sea más rápida será la combustión. La combustión mejora exponencialmente con el aumento de temperatura. El parámetro de control de la combustión es la difusión del oxigeno sobre la partícula de carbón. Partículas de tamaño mayores a 100 micrones queman de manera más lenta y la oxidación produce CO y CO2. Dependiendo del tiempo de residencia puede resultar en material no quemado disminuyendo la eficiencia de la caldera.
CONTROL DE EMISIONES A partir de la década de 1960 comienzan los primeros estudios sobre los efectos de los contaminantes asociados a la generación termoeléctrica sobre la salud. En la década de 1980 comienzan los primeros estudios del calentamiento global asociados al CO2.
El SO2 y SO3 se generan a partir de la combustión del carbón y fueloleos de baja calidad, considerados contaminantes peligrosos ya que provocan irritación en las vías respiratorias y lluvia acida. Los NOx surgen como producto de la combustión a elevadas temperaturas y un déficit en la mezcla del combustible-aire. Contribuyen a la formación de la lluvia acida y smog. Las mayores emisiones de CO son producto de motores de combustión interna utilizados en el transporte y en menor medida a la generación termoeléctrica. Es absorbido por el organismo y reduce la capacidad respiratoria provocando fatiga. Las mayoría de los combustibles fósiles, a excepción del gas natural, poseen particulas no combustibles que se liberan a la atmosferea. El contenido de ceniza depende del tipo de carbon
SRC (REDUCCION SELECTIVA CATALITICA) Los quemadores de baja emision de NOx contribuyen a la reduccion de emisiones, pero no llegan a cubrir el limite de emisiones, utilizandose dispositivos aguas abajo a la caldera. Los sistemas para controlar emisiones más conocidos son los SRC. La tecnología SRC surgió en la decada de 1960 en Japon, utilizandose comercialmente en la decada de 1980.
Mediante un catalizador para facilitar la reacción química entre el NOx y el agente reductor, generalmente amoniaco, se obtiene vapor de agua y nitrógeno. Al flujo de gases calientes se le inyecta amoniaco, de manera que la mezcla de gases con amoniaco pasa luego por el catalizador y ocurre la reacción. Las reacciones de reducción ocurren dentro de un campo óptimo de temperaturas, entre 350 y 450 ºC.
La composición quimica del catalizador esta generalmente compuesta por dioxido de titanio, vanadio, molibdeno, tungsteno entre otros.
PRECIPITADORES (ESP) Un precipitador electrostático carga eléctricamente las partículas de ceniza presentes en los humos, para su recolección y posterior evacuación. La unidad se compone de una serie de placas verticales entre las que circulan los humos entre cada dos placas consecutivas, se encuentran los electrodos que generan el campo eléctrico.
Las operaciones que se realizan son: Carga.- Cuando los humos atraviesan el campo eléctrico, las partículas se cargan negativamente. El campo eléctrico se establece entre: – Las placas colectoras conectadas a tierra y que constituyen el electrodo positivo – Los electrodos de descarga inmersos en el flujo de humos, conectados a una fuente eléctrica de alta tensión, de 55 a 75 kV CC, con polaridad negativa
Recolección.- Las partículas cargadas negativamente son atraídas por las placas colectoras conectadas a tierra, con polaridad positiva. Algunas partículas tienen dificultades para adquirir la carga eléctrica, por lo que se requiere mayor tension. Otras se cargan con suma facilidad y se dirigen rápidamente hacia las placas colectoras, pero también pueden perder fácilmente su carga eléctrica por lo que es necesario volverlas a cargar y recolectar.
La velocidad de circulación de los humos entre las placas es un factor muy importante en el proceso de recolección bajas velocidades permiten un tiempo mayor para que las partículas cargadas se desplacen hacia las placas colectoras y se reduzca la probabilidad de ser arrastradas por los humos
Las partículas de ceniza forman una capa, conforme se acumulan sobre las placas colectoras, y permanecen en éstas debido: – Al campo eléctrico – A las fuerzas moleculares – A las fuerzas mecánicas de cohesión entre partículas
Golpeado.- La capa de polvo de ceniza volante que se forma sobre las placas colectoras se elimina periódicamente, mediante un golpeteo instantáneo de la superficie colectora que fuerza el desalojo del polvo acumulado. Como las partículas tienden a aglomerarse, la capa de ceniza se desprende en escamas, forma que es muy importante para evitar un nuevo arrastre de partículas individuales por el flujo de humos.
SEPARADORES (SCRUBBERS) Se utiliazan para controlar las emisiones de óxidos de azufre de los gases de escape . os separadores húmedos (wet scrubbers) son los más comunes y como alternativa están los separadores semi secos (semidry scrubbeers). Los separadores basan su operación en el agregado de un agente reactivo de tipo alcalino, generalmente piedra caliza para reaccionar con los gases ácidos que salen de la caldera. gases ácidos reaccionan con los sorbentes alcalinos formando sales sólidas que luego son removidas, logrando rendimientos cercanos al 90%.
SEPARADOR HUMEDO En el separador húmedo los gases entran en por la parte media de la cámara saliendo por la parte superior. En la parte superior se realiza la separación del SO2, mientras que la parte inferior hace de tanque de mezcla (también llamado tanque de recirculación o zona de oxidación) donde se completan las reacciones químicas y se produce yeso (gypsum). El diseño del separador posee una bandeja perforada para lograr una buena redistribución del flujo de gases. Luego entran a la zona de absorción a 120-170 ºC y se enfrían a su temperatura de saturación adiabática por evaporación de la mezcla. En la parte inferior del separador quedan los restos del agente reactivo sin reaccionar y son bombeados por recirculación a los atomizadores. Se le agrega reactivo para aumentar la alcalinidad de la mezcla.
Los gases salen como vapor de agua con pequeñas gotas que inevitablemente son arrastradas. Un separador húmedo colecta y coalesce las gotas devolviéndolas al tanque de mezcla Estas gotas son muy acidas ya que contienen acido clorhídrico. La condensación de este vapor notablemente acido puede causar depósitos ácidos en la parte inferior de la chimenea, tanto en el piso como en las paredes. Los productos que se forman en los scrubbers húmedos se utilizan como rellenos, producción de yeso de alta pureza para la construcción en seco (Durlock), cemento y fertilizante.
SEPARADOR SECO El separador seco presenta una serie de ventajas frente al húmedo como por ejemplo el costo de los materiales para construirlo más económicos y los productos que se obtienen ya están secos. Se dispone aguas arriba del colector de polvo, a diferencia de lo que ocurre en una instalación con separadores húmedos.
Se realiza una mezcla con agua y piedra caliza a temperatura, obteniéndose un producto hidratado con porcentaje de sólidos entre 15-20%. Luego se introduce la mezcla en la cámara donde se produce la reacción. Los gases entran en la zona seca del pulverizador por dos ubicaciones: por la parte superior mediante un atomizador rotativo y por la parte inferior al pasar por un dispersor central de gas. Esto permite realizar un contacto íntimo de los gases para optimizar la eficacia y la sequedad de la absorción en la cámara de pulverización
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