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Soluciones de combustión con hidrógeno y amoníaco

EQUIPOS DE DESCARBONIZACIÓN LÍDERES EN EL SECTOR

Abriendo el camino hacia la descarbonización

Para lograr una combustión satisfactoria de combustibles con bajas emisiones de carbono o sin ellas, no basta con cambiar el suministro de combustible. Tanto el hidrógeno como el amoníaco plantean consideraciones específicas en cuanto a las características de la llama, las emisiones, el diseño de los equipos, la monitorización y el control de la combustión.

Zeeco combina décadas de experiencia en combustión con una tecnología innovadora de quemadores, pruebas avanzadas, modelización, sistemas de control y conocimientos prácticos sobre el terreno para ayudar a los clientes a evaluar e implementar la solución de descarbonización más adecuada para sus operaciones.

Desde la modernización de quemadores hasta nuevas instalaciones, y desde las llamas piloto hasta los sistemas de supervisión y control, Zeeco ofrece soluciones integrales de combustión adaptadas al cambiante panorama energético.

Ilustración de hidrógeno y amoníaco, 16x9

Ventajas y retos

El hidrógeno y el amoníaco ofrecen vías prometedoras para reducir las emisiones de carbono derivadas de la combustión industrial. Sin embargo, cada combustible presenta características únicas que pueden influir en el rendimiento de la combustión, las emisiones, el diseño de los equipos y su funcionamiento. Comprender estas diferencias es un paso importante para determinar la estrategia de descarbonización adecuada para su aplicación.

Hidrógeno

Ventajas:
  • Cero emisiones de carbono al quemar H al 100 %2

  • Se puede quemar en altas concentraciones o mezclarse con combustibles convencionales

  • A menudo se necesita menos combustible para alcanzar la temperatura de calefacción deseada

Retos:
  • Compatibilidad en el diseño de los quemadores
  • Repercusión en el rendimiento de la caldera
  • Modernización de la instrumentación y los controles
  • Es posible que aumenten las emisionesde NOx

Amoníaco

Ventajas:
  • Combustible libre de carbono en el punto de combustión

  • Mayor densidad energética y mayor facilidad de transporte en comparación con el hidrógeno

  • La infraestructura de transporte, las normas y las prácticas de manipulación existentes pueden facilitar la adopción en determinados mercados

Retos:
  • Menor velocidad de propagación de la llama y rango de inflamabilidad más reducido que los combustibles convencionales

  • La estabilidad de la llama y la combustión completa requieren una atención especial

  • El nitrógeno presente en el combustible puede contribuir a la formación de NOx

  • El diseño de los quemadores y las condiciones de funcionamiento deben tener en cuenta las fugas de amoníaco y otras cuestiones relacionadas con las emisiones.

La transición hacia la descarbonización

La transición a la combustión con hidrógeno o amoníaco requiere evaluar cómo interactuará el nuevo combustible con todo el sistema de combustión. El diseño del quemador, los equipos existentes, el suministro de combustible, el encendido, la supervisión de la llama, los controles, los requisitos en materia de emisiones y las condiciones de funcionamiento pueden influir en la elección de la solución adecuada.

Zeeco colabora con los clientes para evaluar los equipos existentes y los requisitos operativos, con el fin de determinar las modificaciones adecuadas o los nuevos equipos necesarios para respaldar sus objetivos de descarbonización.

 


Quemadores de proceso de amoníaco e hidrógeno

ZEECO_FREE JET_Quemador_que quema_amoníaco

ZEECO GLSF FREE JET®

  • Su diseño adaptable a distintos combustibles permite el uso de amoníaco, hidrógeno, gas natural y mezclas de combustibles
  • Se ha demostrado la estabilidad de la llama en composiciones de combustible con alto contenido en amoníaco
  • El diseño de combustión por etapas contribuye a reducir las emisiones deNOx al quemar mezclas de amoníaco
  • Diseñado para aplicaciones de calefacción industrial y generación de vapor
  • Respaldado por exhaustivas pruebas de combustión y modelos CFD
Free Jet Disparo de hidrógeno-2

ZEECO FREE JET® 2.ª generación

  • 25 años de experiencia contrastada en el sector en operaciones con alto contenido de hidrógeno
  • Funciona con mezclas de combustible con alto contenido en hidrógeno y otras mezclas diversas
  • Utiliza la recirculación interna de los gases de combustión parareducir las emisiones de NOx
  • Llama estable y resistente en un rango de funcionamiento más amplio
  • Solución sencilla de adaptación
FREE JET Gen 3

ZEECO FREE JET Gen 3

  • Funciona con hidrógeno al 100 % y con diversas mezclas de combustible «
    »
  • ¿Se pueden quemar los gases residuales del Flexicoker?
  • Opciones de calado forzado y natural
  • Se adapta a casi cualquier caldera
  • Emisiones deNOxcercanas a un solo dígito
    al utilizarH₂ como combustible
  • Emisiones deNOxde un solo dígito cuando un generad
    a funciona con gas natural
  • Sin controles complejos
  • Sin controles de seguridad adicionales
Quemador de pared radiante

Quemador de pared radiante con ranura ZEECO (HSRW) ZEECO

  • Funciona con altas concentraciones de hidrógeno y diversas mezclas de combustibles
  • Reducción de las emisiones deCO₂ yNOx
  • Mantenimiento sencillo
  • Mayor vida útil

ZeecoInvestigación sobre soluciones de combustión con hidrógeno y amoníaco

Avances en la tecnología de quemadores

Los recientes avances en la tecnología de los quemadores de hidrógeno permiten una combustión segura y estable con emisionesde NOx ultrabajas, al tiempo que se quema hasta un 100 % de hidrógeno. Desarrollado gracias a la colaboración entre Zeeco ExxonMobil, este diseño de quemador de última generación supera las características específicas de la llama del hidrógeno y contribuye a la descarbonización industrial en aplicaciones de refinería, petroquímicas y energéticas.

FREE JET Gen 3 100% H2

Preparado para el hidrógeno

Las soluciones de combustión preparadas para el hidrógeno deben tener en cuenta las características únicas de la llama del hidrógeno, al tiempo que garantizan un funcionamiento seguro y estable. Los quemadores, las tecnologías de adaptación, los encendedores piloto y los escáneres de llama Zeecoestán diseñados para permitir mayores caudales de combustión de hidrógeno con bajasemisiones de NOx , lo que facilita una transición conforme a la normativa hacia la combustión de hidrógeno en aplicaciones de refinería y petroquímicas.

Desarrollo de quemadores industriales de amoníaco y de capacidades de modelización

Descubre cómo Zeeco está contribuyendo a impulsar el amoníaco como combustible viable para la descarbonización industrial. Esta investigación analiza tecnologías innovadoras de quemadores, pruebas exhaustivas y modelos avanzados para superar los retos específicos que plantean la combustión y las emisiones del amoníaco. 

ZEECO_FREE JET_Quemador_que quema_amoníaco

Desarrollo de un quemador industrial de amoníaco: ensayos de combustión, modelización y proceso hasta la fase de prototipo

Partiendo de investigaciones previas sobre la combustión del amoníaco, este artículo analiza el desarrollo continuado del quemador « ZEECO »FREE JET  mediante ensayos de tiro forzado, modelización CFD avanzada y evaluación de mezclas de amoníaco e hidrógeno como combustible. Los resultados demuestran que se sigue avanzando hacia una solución de combustión de amoníaco lista para su comercialización, destinada a aplicaciones de calefacción industrial y generación de vapor.


Quemadores de hidrógeno

Basándose en su éxito demostrado a la hora de ayudar a las centrales eléctricas a pasar del carbón al gas y del petróleo al gas, Zeeco una posición idónea para apoyar el siguiente paso en la evolución de los combustibles: la combustión con hidrógeno. Gracias a su amplia experiencia en el diseño de quemadores, modernizaciones, sistemas de control y seguridad en la combustión, Zeeco los productores de energía adoptar los combustibles de hidrógeno mediante una transición fluida y por etapas que mantiene la fiabilidad, el rendimiento y el cumplimiento normativo. Este enfoque contrastado ayuda a las centrales eléctricas a descarbonizarse con confianza, al tiempo que aprovecha la infraestructura existente siempre que sea posible.

  • Sistemas de encendido compatibles con hidrógeno: Los sistemasZeeco y las llamas pilotoZeeco pueden configurarse para su uso con hidrógeno, lo que reduce o elimina la necesidad de utilizar gases combustibles adicionales y equipos auxiliares. 
  • Unidades de combustible y sistemas de manejo de combustible:Zeeco especificar, diseñar y suministrar unidades de combustible de hidrógeno y sistemas de manejo de combustible diseñados para garantizar un suministro seguro y controlado de hidrógeno al quemador. 
  • Integración completa de sistemas de control para el hidrógeno:Zeeco sistemas de control completos para gestionar la adición, la mezcla y la combustión de hidrógeno, en coordinación con los quemadores, las llamas piloto y los sistemas de seguridad. 
Comparación del quemador GB de bajas emisiones de NOx con alimentación de H₂

Quemador ZEECO de bajas emisiones de NOx

  • Funciona al 100 % conH₂ y con diversas mezclas de combustibles
  • Tecnología de gran fiabilidad y probada en la práctica
  • Solución sencilla de adaptación
  • Tiempo mínimo de arranque
galería-glsf-chorro-libre-con-combustión-descendente-1

ZEECO FREE JET 2.ªFREE JET

  • 25 años de experiencia contrastada en el sector en operaciones con alto contenido de hidrógeno
  • Funciona con altas concentraciones de hidrógeno y diversas mezclas de combustibles
  • Utiliza la recirculación interna de los gases de combustión parareducir las emisiones de NOx
  • Llama estable y resistente en un rango de funcionamiento más amplio
  • Solución sencilla de adaptación

ZEECO Detectores de llamas

ZEECO ProFlame™

ElProFlame ZEECO ProFlame es uno de los pocos escáneres de llama del mercado capaces de detectar de forma fiable las llamas durante la combustión de combustibles con alto contenido en hidrógeno. Los escáneres de llama convencionales están configurados para detectar la radiación de combustión en los espectros UV, visible e infrarrojo, lo que proporciona un amplio rango espectral al quemar diversos combustibles gaseosos y líquidos. Sin embargo, al quemar combustibles con alto contenido en hidrógeno, la ausencia de carbono reduce significativamente el rango espectral y lo desplaza hacia el UV. Esto da lugar a señales de llama más débiles, lo que provoca falsas alarmas en los escáneres convencionales. Dado que el ProFlame únicamente el espectro UV para detectar llamas, la ausencia de carbono no afecta a su capacidad para detectar la radiación de combustión procedente del quemador en cuestión.

ProFlame Integrado