El documento describe el desarrollo metodológico y técnico seguido por INERCO para abordar proyectos reducción de emisiones de NOx a la vez que se propician mejoras significativas en términos de eficiencia energética y disponibilidad de las unidades de combustión de biomasa. Todo ello asegurando la máxima rentabilidad económica en cada proyecto acometido.

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APLICACIÓN DE
SOLUCIONES DeNOx
CON MÁXIMA
RENTABILIDAD EN
CALDERAS DE PODER
QUE EMPLEAN BIOMASA

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✓ Introducción
✓ Solución técnica
✓ Conclusiones
ÍNDICE
➢ Diagnóstico de la situación operativa
➢ Implantación de soluciones técnicas optimizadas
✓ Ejemplos de aplicación
▪ Implementación o mejora de capacidades de regulación
▪ Tecnologías avanzadas de monitorización y control
▪ Tecnologías de abatimiento de NOx

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INTRODUCCIÓN
Aire
Secundario
HABITUALES CAPACIDADES
DE MONITORIZACIÓN
APORTE GLOBAL COMBUSTIBLE / AIRE
EXCESO DE
OXÍGENO
Aire Parrilla
EFECTOS NEGATIVOS :
- Consumo Específico
- Emisiones (CO2, NOx, CO, etc.)
- Corrosión, ensuciamiento
- Falta de Disponibilidad
- Seguridad operacional
Resultados
DESEQUILIBRIOS TÍPICOS EN EL
PROCESO DE COMBUSTIÓN:
- Variabilidad extrema
- Relacionados con un desequilibrio en el
diseño y la operación del sistema
aire/combustible
- Asociados a capacidad de regulación
limitadas y no automatizadas
- Limitaciones operativas como resultado de
otras estrategias de optimización (LNB)
1
LIMITACIONES EN LA SUPERVISIÓN
DEL PROCESO DE COMBUSTIÓN
(MONITORIZACIÓN DISPONIBLE
INSUFICIENTE Y/O INADECUADA):
- 1 o 2 puntos para medidas de exceso de
oxígeno
- Aportes de aire de combustión y
combustible no controlados
2

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METODOLOGÍA: DIAGNÓSTICO DE LA COMBUSTIÓN
✓ Análisis Preliminar de combustión
✓ Pruebas de Sensibilidad Paramétrica
✓ Pruebas de Máxima Mejora
El Diagnóstico permitirá identificar
y priorizar las actuaciones a
acometer para el cumplimiento de
las emisiones de NOx con máxima
rentabilidad económica

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METODOLOGÍA: IMPLANTACIÓN SOLUCIÓN TÉCNICA
Aire
Secundario
Aire Parrilla
TECNOLOGÍAS AVANZADAS DE
MONITORIZACIÓN:
- Gases (O2, CO, CO2, NO, etc.)
- Temperaturas
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OPCIÓN SIMPLIFICADA:
Sección salida gases horno
OPCIÓN AVANZADA:
Medida directa en llamas
SISTEMA EXPERTO ABACO
PARA CONTROL DE COMBUSTIÓN
MEJORA DE CAPACIDADES DE
REGULACIÓN DE AIRE Y/O COMBUSTIBLE
1
Control de la combustión
en el interior de la caldera
Específicas
de INERCO
TECNOLOGÍAS DE
ABATIMIENTO DE NOx
• SCR
• SNCR
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Automatización y control remoto de regulaciones
manuales existentes (parrilla, quemadores, OFA, etc)
SOLUCIÓN TÉCNICA: REGULACIÓN

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Revamping de equipos existentes (quemadores, cajas de viento,
parrillas), para incrementar el potencial de regulación de los mismos
SOLUCIÓN TÉCNICA: REGULACIÓN

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Nuevas capacidades de regulación para reducir NOx
(Quemadores, OFA, recirculación de gases)
SOLUCIÓN TÉCNICA: REGULACIÓN

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SOLUCIÓN TÉCNICA: MONITORIZACIÓN Y CONTROL
Implementación de la tecnología
ABACO-Opticom a la salida de la cámara de
combustión
Obtención directa de perfiles de
concentraciones de gases y temperatura
mediante toma de muestra y análisis

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Sistema Experto ABACO para análisis y optimización de la combustión
mediante la supervisión continuada de las condiciones del proceso y
controlando las variables críticas de la caldera de poder
SOLUCIÓN TÉCNICA: MONITORIZACIÓN Y CONTROL

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SOLUCIÓN TÉCNICA: ABATIMIENTO DE NOx
Reducción Selectiva Catalítica de NOx (SCR)

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SOLUCIÓN TÉCNICA: ABATIMIENTO DE NOx
Reducción Selectiva No Catalítica de NOx (SNCR)

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Conclusiones:
✓ Fuerte dinamismo en la operación
✓ Importante variabilidad de emisiones de NOx
✓ Condiciones subestequiométricas en el hogar
DIAGNÓSTICO DE LA COMBUSTIÓN
Resultados de ensayos:
✓ Reducciones de NOx: 10%- 30%
✓ Recomendaciones operativas para
minimización de emisiones de NOx
EJEMPLO #1: CALDERA DE PARRILLA (ORUJILLO; 20 MWe)

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IMPLANTACIÓN DE LA SOLUCIÓN TÉCNICA
Fase 1: Medidas Primarias
➢ Recirculación de gases
➢ Pruebas de optimización
y reducción de emisiones
EJEMPLO #1: CALDERA DE PARRILLA (ORUJILLO; 20 MWe)

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Fase 2:
Medidas Secundarias
➢ Reducción Selectiva
No Catalítica (SNCR)
Reducción NOx:
30%-40%
IMPLANTACIÓN DE LA SOLUCIÓN TÉCNICA
EJEMPLO #1: CALDERA DE PARRILLA (ORUJILLO; 20 MWe)

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Conclusiones:
✓ Incumplimiento de los límites
ambientales (NOx y CO)
✓ Reparto inadecuado de Aire y
condiciones reductoras en hogar
✓ Ensuciamiento y Escoriación
EJEMPLO #2: CALDERA MIXTA (ORUJILLO; 16 MWe)
Resultados de ensayos:
✓ Cumplimiento de límites temporales de
emisión existentes en ese momento
✓ Escenarios operativos para maximizar
rendimiento y disponibilidad de planta
DIAGNÓSTICO DE LA COMBUSTIÓN

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Propuesta inicial
➢ Sustitución de quemadores
➢ Automatización regulaciones aire
➢ Sistema Avanzado Control
Combustión
Propuesta final
(tras cambio normativo)
➢ Reducción Catalítica Selectiva
(SCR) tipo Tail End
IMPLANTACIÓN DE LA SOLUCIÓN TÉCNICA
EJEMPLO #2: CALDERA MIXTA (ORUJILLO; 16 MWe)

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IMPLANTACIÓN DE LA SOLUCIÓN TÉCNICA (SCR)
Reducción
NOx ≈ 90%
EJEMPLO #2: CALDERA MIXTA (ORUJILLO; 16 MWe)

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✓ Metodología propia que identifica la solución para el cumplimiento de
los objetivos medioambientales y técnicos con menor coste de
inversión, mantenimiento y explotación
✓ Soluciones tecnológicas a medida basadas en la experiencia y el
profundo conocimiento acumulado de la instalación objeto de
estudio
✓ Disponibilidad de amplio abanico de soluciones:
➢ Monitorización y control avanzados
➢ Retrofit o sustitución de sistemas de combustión y preparación de
combustible
➢ Medidas primarias de reducción de NOx (estratificación de aire,
recirculación de gases, etc.)
➢ Medidas secundarias de abatimiento (SNCR y SCR)
✓ Solución a medida para alcanzar los niveles de NOx requeridos con
mínima inversión
CONCLUSIONES

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APLICACIÓN DE SOLUCIONES DeNOx CON
MÁXIMA RENTABILIDAD EN CALDERAS DE
PODER QUE EMPLEAN BIOMASA
Juan Manuel López Suárez
Julio Montañés Pérez