12 abril 2012

Guía para diseñar procesos de secado de biomasa (4ª PARTE)


Ver 3ª PARTE

A)     Consideraciones en el diseño del sistema

Para una eficiencia y operación óptima, la forma como opera un secador en conjunción con otros equipos debe ser considerada. Las consideraciones incluyen recuperación de calor de la caldera o gasificador y equipo de proceso en la instalación, interacciones entre un secador de combustible y economizador, dimensionado de una caldera para un combustible más seco, y la necesidad de una caldera de apoyo en el caso de pérdida de energía en el secador.
Recuperador de calor
El secado requiere una gran entrada de energía para producir el calor necesario, así que el diseño de un sistema debe considerar las oportunidades para recuperar el calor del proceso. Tanto en incineración como gasificación, el calor debe ser recuperado del gas de los humos de la caldera o del gas de productos calientes del gasificador. El calor puede también recuperarse de la salida de la turbina. En un molino de papel y pulpa, el calor puede recuperarse de la máquina de papel, el secador de pulpa, el tanque de disolución del olor, chorros de efluentes calientes, y del vapor de baja presión de los residuos. Incluso si este equipo se localiza a alguna distancia del secador, el bucle de la tubería puede usarse para transferir el vapor o agua de 300 metros o así.

Cuando se recupera el gas de los humos de la caldera para un secador de baja temperatura, la posibilidad de alta saturación debe ser considerada ya que el gas de los humos contiene humedad y disminuyendo la temperatura se incrementa la humedad relativa.
Secadores y economizadores de la caldera
La energía contenida en el gas de los humos de la caldera puede recuperarse a combustible seco en un secador de gas de los humos, pero también puede recuperarse por un economizador para precalentar el agua de alimentación de la caldera. De los dos, un economizador tiene un primer coste más bajo y es generalmente más efectivo en costes que un secador de combustible así que será instalado como primer paso. Sin embargo, ambos pueden ser usados en conjunción cada uno con otro cuando se usa un secador de temperatura más bajo. Los secadores de vacío y los secadores de transportador de baja temperatura pueden usar de forma efectiva el calor de los residuos a temperaturas más bajas, extrayéndolo después del economizador de la chimenea. Esto quiere decir que ambas medidas pueden tomar ventaja del gas de los humos de la caldera, optimizando la recuperación de calor.
Dimensionado del secador y caldera o gasificador juntos
Un secador de combustible debe dimensionarse de forma que pueda ser acoplado con la caldera o gasificador. Cuando se quema combustible seco, se requiere menos área de superficie de transferencia de calor para la misma cantidad de transferencia de calor debido a una temperatura de la llama incrementada. Para una caldera existente, se incrementaría la producción del vapor. En una nueva instalación, se requiere una caldera más pequeña.

Además de una superficie de transferencia de calor más pequeña, el hogar de la caldera será más pequeño debido a una combustión más completa. Ya que se produce menos ceniza, el manejo de la ceniza aguas abajo puede ser menor. El primer coste reducido de una caldera más pequeña compensará algunos de los primeros costes del secador.
Operación de la caldera en un corte del secador
Una caldera dimensionada para quemar combustible seco estará infra dimensionada cuando se queme el combustible húmedo. Si hay un corte de energía en el secador, puede requerirse una caldera de apoyo para compensar la capacidad reducida de la caldera de la biomasa.

Palabras clave: Passive dewatering methods, bowl centrifuge
Bibliografía: Biomass Drying and Dewatering for Clean Heat & Power. Northwest CHP Application Center
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