Como reducir emisiones de NOx en calderas de astilla

Las calderas para la combustión de astillas con recirculación de humos tienen la ventaja de ser más eficaces a la hora de reducir las emisiones de NOx, evitar paradas por sobrecalentamiento o entregar 100% de la potencia nominal incluso con astilla muy seca.

El sistema de reducción de NOx por recirculación de humos es estándar en todas las calderas de concepción industrial para la combustión de astillas y debe exigirse en todos aquellos proyectos que vayan a funcionar con astilla.

En lo que se refiere a la reducción de NOx, lo primero que hay que tener claro es que no es lo mismo quemar pellet que quemar astillas, y que no es igual hacerlo con 25-35% de humedad en cámara de combustión de chapa refrigeradas por agua, con 25-35% de humedad en cámara de combustión de material refractario o con menos del 20% de humedad sin recirculación de humos.

Las cámaras de combustión de chapa refrigeradas por agua sólo son válidas para combustibles muy secos, como el pellet y para potencias de menos de 100 kW. En potencias de más de 100 kW, el efecto refrigeración de las paredes, no llega al centro de la llama, con lo que dispara el nivel de NOx, nos explican desde Nova Energía.

Así que para combustionar correctamente astilla necesitaremos cámaras de combustión que “contengan” la energía por medio de material refractario y sin refrigeración por agua. Sólo de esta manera conseguiremos las altas temperaturas que son necesarias para la perfecta combustión.

“La única manera de combustionar perfectamente las astillas con humedades entre el 25 y 35% es “conteniendo” la energía en la cámara de combustión para que la cámara de combustión suba hasta unos 800-900ºC. Esto solo se puede conseguir con cámaras de combustión de amplias dimensiones y en material refractario y nos permite combustionar perfectamente astillas de hasta un 50% de humedad”, afirma la compañía.

La explicación es sencilla, en lugar de refrigerar, como hacen las calderas de chapa con cámara bañada por agua, se debe precisamente evitar que se pierda calor para que se quemen todos los gases que se generan durante la combustión.

Reducir emisiones de NOx con y sin humedad

En el el caso de que quememos astillas con esta misma humedad -25-35- en cámara de combustión de chapa refrigeradas por agua, tendremos una combustión pobre a temperaturas que difícilmente superaran los 600-700 ºC y, como consecuencia, se generaran gases combustibles que no llegaran a su temperatura de ignición. Esto se traduce en una emisión importante de CO2 y acumulación de inquemados en la chimenea.

Nova Energía también advierte que si se queman astillas con menos del 20% de humedad sin recirculación de humos no habrá un problema de inquemados pero si un problema de generación de NOx y serio desgaste de todos los elementos de la cámara de combustión.

Lo que permite la recirculación de humos es combustionar astillas húmedas y secas con la misma caldera ya que controla la temperatura de la cámara de combustión. Es decir, si se combustiona una biomasa muy seca o con gasificación muy rápida (astilla muy pequeña o de madera poco densa) se activa el sistema de recirculación de humos reduciendo la concentración de oxígeno en el aire primario, con lo cual, reducimos el efecto “soplete” y la temperatura de llama.

“Conseguimos “enfriar” la cámara de combustión al introducir nitrógeno a una temperatura inferior que el de la llama y lo conseguimos a lo largo de toda la parrilla resultando en una radical eliminación de NOx y protección de sobre temperatura de los elementos de la parrilla y cámara de combustión“, explican en Nova Energía

La diferencia entre las calderas equipadas con cámaras de combustión de material refractario y recirculación de humos y los sistemas de recirculación más sencillos es que las primeras pueden entregar el 100% de la potencia nominal tanto con astilla muy húmeda (recirculación no activa) como con astilla muy seca o pellets (recirculación activa) mientras que los segundos sólo actúan sobre la combustión primaria (aire primario) protegiendo la parrilla al enfriarla, reduciendo los NOx y controlando la temperatura de la cámara de combustión y, por tanto, alargando su vida útil.

Además, según las mismas fuentes, los sistemas de recirculación automáticos también actúan sobre la postcombustión (aire secundario), reduciendo aún mejor la temperatura en la parte alta de la llama y, por tanto, siendo más efectivos para reducir aún más las emisiones de NOx sin “descontrolar” el nivel de O2 residual y mejorando el rendimiento.

 

 

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