Avances en la optimización de la combustión
Los avances realizados durante los últimos años en grupos de investigación de todo el mundo han propiciado la optimización de la combustión de las calderas que utilizan la tecnología de lecho fluido circulante, lo que ha redundado en un mayor aprovechamiento del combustible que utilizan y una reducción de costes. Sobre esta forma de combustión ha tratado una reunión que ha tenido lugar hoy en la Fundación Ciudad de la Energía (Ciuden), en la que han participado varios expertos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE).
Las plantas experimentales en las que se ha investigado en las últimas décadas sobre esta combustión han efectuado sus pruebas a una escala lo suficientemente grande como para que sus resultados se hayan trasladado posteriormente a las empresas, y éstas hayan podido mejorar su tecnología y su producción en gran medida, con los beneficios económicos y medioambientales que eso conlleva. Pruebas de este tipo se ejecutan en Ciuden, cuya caldera experimental de lecho fluido circulante tiene una potencia de 30 megavatios y un tamaño que “permite ensayar soluciones que luego se trasladarán a las instalaciones comerciales”, ha explicado a DiCYT Pedro Otero, director Técnico del Programa de Captura de CO2 de la planta leonesa.
Si hace 15 años era impensable que las plantas que utilizaban este tipo de tecnologías pudieran tener un comportamiento estable con una potencia superior a 200 ó 250 megavatios, hoy gracias al avance tecnológico pueden funcionar sin incertidumbre al doble de esa potencia, como es el caso de una central térmica ubicada en Polonia con 475 megavatios instalados, o de algún proyecto aún no materializado que prevé poner en funcionamiento una planta con 550.
Qué es el lecho fluido circulante
Existen principalmente dos tecnologías de combustión, con una primera en carbón pulverizado que consiste en la quema de un sólido -el carbón- con un oxidante, que en general es el aire. Para que la reacción tenga lugar de manera rápida, ese sólido se pulveriza, de tal manera que un gran porcentaje del mismo no supere las 75 micras de tamaño. Una vez hecho eso, se introduce el producto en una cámara de combustión -hogar- arrastrado por una corriente de aire.
La segunda, y la cual presenta varias ventajas, es la de lecho fluido circulante. “Con ésta lo que hacemos es introducir un sólido troceado, pero no pulverizado, en una cámara de combustión en cuya parte inferior hay una serie de boquillas por las que se insufla aire”. La velocidad de ese aire es tal que se mantiene en suspensión al sólido troceado. Éste sólido se ensancha y la combustión se produce en un espacio más reducido y con unas concentraciones de sólidos mucho más altas que en una caldera de carbón pulverizado, ha detallado.
Con esta tecnología se consiguen además tiempos de combustión más elevados y, dada la alta concentración de sólidos en el interior de la caldera, se necesita una temperatura en su interior menor. En concreto, mientras una caldera de carbón pulverizado está a alrededor de 1.400 grados, una de lecho fluido circulante puede trabajar entre 850 y 900.
Esta menor temperatura trae consigo una menor generación de óxidos de nitrógeno. “Las calderas de lecho fluido circulante tienen unas emisiones de óxidos de nitrógeno relativamente bajas que permiten, en general, cumplir con la legislación de emisiones”, todo ello sin tener que instalar equipos especiales en la zona de expulsión de gases, con el ahorro económico que ello conlleva.
Añadir piedra caliza
Otra de las ventajas de este tipo de combustión es que se puede añadir piedra caliza a la caldera para retener en su interior otro material contaminante, como es el óxido de azufre. “Si al carbón que tú vas añadiendo para mantener la combustión le añades una cierta cantidad de caliza, de una fuente de calcio, los óxidos de azufre reaccionan con la caliza y, por lo tanto, se produce la fijación del óxido de azufre con el óxido de calcio, dando lugar a sulfato cálcico sólido que se incorpora a las cenizas de este hogar”. Por tanto, las emisiones se pueden controlar desde la propia caldera, ha incidido.
Caldera de lecho fluido de Ciuden
El pasado septiembre, la caldera de lecho fluido circulante que posee la Fundación Ciudad de la Energía (Ciuden) en la planta de experimentación de la localidad leonesa de Cubillos del Sil comenzó a quemar carbón nacional. Esta instalación puede trabajar con cualquier tipo de carbón sin necesidad de ser molido previamente. Su caudal es de cinco toneladas de carbón a la hora y tiene una potencia instalada de 30 megavatios térmicos.
Está pensado realizar la combustión en ella con oxígeno, para lo que hace falta extraer el nitrógeno del aire. El oxígeno permite que los gases de combustión estén constituidos casi exclusivamente por CO2, que se separa de forma relativamente sencilla y ayuda en su posterior tratamiento. Uno de los objetivos de esta planta es experimentar sobre la captura de este dióxido de carbono y su posterior almacenamiento.
Este proceso consiste en la separación del CO2 del resto de gases que se originan durante la combustión en centrales térmicas, refinerías de petróleo, fabricación de cemento e industria siderúrgica, fundamentalmente. Una vez separado se transporta e inyecta en formaciones geológicas profundas, donde permanecerá confinado de forma segura por un tiempo indefinido. De esta forma se reduce la cantidad de CO2 emitida a la atmósfera.
