Hechos clave Combustión con biocombustibles y cero carbono

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1 Hechos clave Combustión con biocombustibles y cero carbono Captura de los beneficios económicos de los combustibles neutros de carbono Pre calentamiento del combustible Variaciones en las características de pruebas de biocombustibles y la importancia de la filtración Perdida de energia Canales DDCC para combustibles specíficos para la sustitución de múltiples combustibles Cálculo de las emisiones de carbono Versión número 3 en la serie de folletos Dunphy Hechos clave Quemadores multicombustible, CHP, comunidades de redes de energía aplicaciones de energía residual

2 Captura de los beneficios de los combustibles neutros de carbono Hay tres enfoques principales para el logro de cero de emisiones de carbono en edificios o fábricas que utilizan energía regulada - evitar, reducir, compensar. Los dos primeros - evitar y reducir - son consideraciones importantes cuando se especifican nuevos o actualizaciones de equipos de combustión. Por ejemplo, un quemador de flujo de aire axial bien diseñado, por la naturaleza de su diseño, reduce significativamente las emisiones de CO2. Especificación de biocombustibles como fuente de energía primaria o complementaria contribuirá a la prevención y la reducción neta de CO2. Pero los beneficios de combustibles neutros de carbono solamente se consiguen cuando el 100% del combustible quemado es de origen renovable. Hasta la fecha, pocos fabricantes de quemadores han probado tecnologías para la combustión segura y eficiente de los sistemas multi-combustible que utilizan biodiesel y aceites vegetales de desecho recuperado y pueden ofrecer bio-diesel solamente mezclados que pueden contener niveles relativamente bajos de aceites neutros de carbono. La optimización de la eficiencia energética a partir de combustibles de carbono neutros depende de una serie de variables que incluyen: Características del combustible usado Captura de los beneficios económicos de los biocombustibles como fuente de energía rentable se basa en el diseño del ser quemador 'Adecuados a los objetivos'. Un quemador mono o multi-combustible sin diseño del quemador y de los controles configurados a las características específicas de biocombustibles se traducirá en un mayor consumo de energía y de requisitos de mantenimiento no planificados. Un combustible "verde" no es totalmente neutro en carbono si es sólo una mezcla de combustibles orgánicos y derivados fósiles Condiciones locales del lugar Diseño de la cámara de combustión Tasa de liberación de calor El diseño del quemador y la forma en que complementa la geometría de la caldera El diseño de la bomba de combustible Quemador Dunphy de flujo de aire axial Equipo diseñado para la combustión de biocombustibles Ahorro de energía en la combustión con uno o varios combustibles se basa ante todo en perfecto flujo axial de aire en el cabezal del quemador en todos los niveles de potencia -, en particular, trabajando en mínima potencia, 2

3 Características de los biocombustibless Los biocombustibles más utilizados actualmente en el Reino Unido incluyen colza virgen y aceites vegetales recuperados. Los biocombustibles se derivan de una variedad de fuentes. La calidad y la consistencia de los residuos y los aceites vegetales puros varían mucho más que las de los combustibles fósiles manufacturados. Es, por lo tanto, esencial que los posibles suministros de biocombustibles se analicen para conocer su poder calorífico, contenido de humedad y cenizas, así como los niveles de pureza y contaminantes. En la tabla vemos una comparación típica de un bio-diesel en comparación con diesel. Caratcteristicas Bio-diesel Diesel oil Aceite de colza Valor calorifico netomj/kg Cinemático O C O C O C Viscosidad cst Acidez ph 2.3 to to 5.5 Peso cenizas % <0.02 < 0.01 <0.01 Densidad 0.8kg/litre 0.83kg./litre 0.9kg/litre Peso agua % Peso sólidos % 0.05 V % Conjunto 0.05 V % Conjunto 0.75 V % Conjunto El valor calorífico de los biocombustibles es de aproximadamente 10% en peso menos que el del diesel, pero debido a la mayor densidad. El contenido volumétrico del valor de calor es aproximadamente la misma. La mayoría de los aceites vegetales tienen una mayor viscosidad cinemática que el diesel y no puede haber grandes diferencias entre los distintos tipos de fuentes vegetales. En promedio, las densidades de aceites vegetales será de alrededor de 10% mayor que la de combustible diesel. Las partículas de ceniza procedentes de la combustión de biocombustibles pueden ser químicamente reactivas y pueden resultar grandes depósitos en la cámara de combustión. El precalentamiento de los biocombustibles El control de la temperatura exacta de biocombustibles es esencial para evitar oscilaciones en la viscosidad que dan lugar a la variación de combustión. La funcionalidad en nuestros quemadores de aceite combustibles con precalentamiento es, por lo tanto, una de las características clave de nuestro diseño que asegura que los quemadores Dunphy trabajan con una eficiencia de combustión consistente, en emisiones neutras de carbono a su vez bajas emisiones de NOx 3

4 Pruebas de las características de biocombustibles antes de especificar el quemador La combinación de las urgencias para desarrollos 'cero carbon', y la enorme variedad de biocombustibles disponible el avance hacia la mezcla de combustibles bio convencionales está haciendo cada vez más difícil de escribir especificaciones para consistentemente alta eficiencia, baja planta de emisiones - sin probar primero la eficiencia de los biocombustibles y las mezclas en los quemadores. Durante los programas de pruebas de combustible de Dunphy (a menudo en presencia de clientes de consultores y usuarios finales)se comprueban las funciones críticas de la filtración, mezcla, temperaturas óptimas, las diferencias de valor calorífico y emisiones. Las fuentes neutras de carbomo se obtienen actualmente de aceite vegetal usado y de aceites vegetales puros (por ejemplo, los aceites derivados de la colza, la soja o la palma). La importancia de la filtración Los aceites vegetales de colza virgen y recuperados (incluido el aceite de desechos de chips de madera, laos obtenidos de procesos de alimentos y otros) deben ser filtrados para eliminar las impurezas y partículas sobrantes de primer uso. Aceites vegetales difieren en grosor dependiendo de su fuente de la planta y el procesamiento también afecta a las propiedades del producto final. Los aceites usados varían considerablemente en los niveles de contaminación y calidad. Si el aceite de base se ha reutilizado con frecuencia, se han convertido en muy grueso mediante el aumento de la hidrogenación y la contaminación. Es esencial una limpieza a fondo Caso de estudio Los análisis de pruebas dirigido recientemente para un esquema de calefacción comunitariaevaluó los resultados de colza virgen y aceites vegetales usados. Los aceites eran alimentados por gravedad a través de un filtro dúplex en línea desde un tanque de almacenamiento fijo en la bomba hidráulica del quemador. La temperatura del aceite se elevó a 60 C después de la bomba y antes de la entrada al quemador. Se recogió y se midió una variedad de datos de rendimiento. De particular interés para el cliente era la evidencia de que el aceite de colza virgen estaba bloqueando el filtro (75u mesh) con las cáscaras y las partículas que no eran visibles en forma líquida a simple vista. Una vez que el proceso de filtración fue diseñado específicamente para este tipo de combustible de colza, se obtuvo una combustión sin problemas. 4

5 Energía residuales: fuentes neutras de carbono Los residuos industriales y municipales contiene un potencial de recuperación de energía. (La proporción biodegradable de los residuos puede ser clasificado como "renovable" bajo la Renewables Obligation Directive) La producción y uso de combustibles derivados de residuos pueden suministrar energía baja o con cero emisiones de carbono para la planta individuales caldera / quemador o para cogeneración redes energéticas comunitarias. Dunphy tiene una amplia experiencia en el diseño y la instalación de quemadores múltiple combustible en la cogeneración, redes de energía comunitarias, los y las energía obtenidad en el tratamiento de aguas residuales. Caso de estudio Una de las mayores plantas de tratamiento biológico de aguas residuales del mundo ha instalado un quemador Dunphy biogás / aceite.debido a su avanzada tecnología de seguridad y eficiente combustión de gas de alcantarillado y aceite combustible ligero con emisiones ultra-bajas de NOx muy bajo carbono y. Soplantes de biogás y trenes de gas se fabrican con cuerpos de hierro fundido y accesorios de acero inoxidable adecuados para soportar las propiedades de corrosión de los biocombustibles. Debido al proceso biológico involucrado en la producción de gas de lodos, el valor calorífico puede variar hasta en un 20%. Es esencial, por tanto, que los quemadores fueron equipados con un sistema de ajuste de combustible respuesta rápida. y eficiente entre combustibles Integrado en cada quemador hay fósiles y multi combustibles sistema digital Ratiotronic de control y corrección que puede responder dentro de 15 segundos de un cambio. El sistema digital Ratiotronic gestiona las operaciones con los niveles de O2 de menos de 2% y con niveles de NOx que no excedan de 30 mg / m3 corregida a 3% de oxígeno. La alta relación de modulación sobre los quemadores permite a la temperatura de impulsión que se mantenga dentro de 1 C, independientemente de los requisitos de carga. Quemador montado con una unidad de control de la combustión digital Ratiotronic El sistema Ratiotronic TM 6000 Dunphy está diseñado para maximizar el cambio de combustible de una manera segura neutros de carbono - o una mezcla de diferentes tipos de combustibles neutros de carbono. Debido a las diferentes características de cada combustible, el sistema de control incluye un canal dedicado de control para cada combustible individual. Esto significa que el cambio de combustible dpuede llevar a cabo de forma automática o en el simple accionamiento de un conmutación así como permitir el cambiode una manera segura y simultánea de los combustibles. 5

6 Cálculo de las emisiones de carbono DEFRA y The Carbon Trust han publicado metodologías para la medición de las emisiones de CO2 de los proyectos de energía. Los factores de emisión por defecto para una gama de combustibles se recogen en el cuadro adjunto. Traditional fuels : CO 2 emission levels Standard conversion rates Combustible se puede comprar en una variedad de unidades. La conversión más comunes son las siguientes: 1 tonelada equivalente de petróleo = 11,630 kwh I Termia = 29.3 kwh I Giga Julios = kwh Combustible Factores de emisiones CO 2 (kgco 2 /kwh) Carbón 0.30 Electricidad 0.43 Gas natural GLP Gas de carbón / gasoill 0.25 Fuel pesado 0.26 En los casos en que los combustibles se compran en volumen o en peso, se necesita el poder calorífico del combustible para convertir a las unidades de energía. Las principales propiedades y factores de conversión para los combustibles tradicionales se muestran en la página opuesta. Fuente: The Carbon Trust Ejemplos de cálculo de las emisiones de CO2 Ejemplo A: Emisiones de Electricidad Emisiones anuales de CO2 (toneladas) = consumo de energía (kwh) x factor de emisión (kgco2 / kwh) x 0,001 x número de días de trabajo por año Por ejemplo: Un sistema de calefacción mediano de 500kWh de electricidad por día que opera a 70% durante 350 días al año generará emisiones anuales de CO2 de 53,9 toneladas anuales Ejemplo B (basado en factores Parte L2A): emisiones de gas natural Suponiendo valor calorífico del gas de 38.7MJ / m3 (o 10.75kWh / m3) y la salida de kw, el consumo de gas se be113.44m3 / hr. {1000 / (0,82 x 10,75)} m3 / hr x 10.75kWh / hr. = 1, kwh. del consumo de gas que generará 236 kg / h de CO2 (1, x Factor de la tabla anterior). A través de un 24/7, año en funcionamiento 365 días, esto genera Las emisiones de CO2 de 2, toneladas anuales Nota: Estos niveles de emisiones se basan en un punto específico en el rango de cobertura y no se tienen en cuenta las mejoras de eficiencia adicionales y ahorros de combustible a través de las mejoras en la cobertura obtenidos con Dunphy diseños de quemadores de flujo de aire axial. 6

7 Datos clave para la especificación de quemadores multicombustible Las propiedades de los gases comunes Propiedades de los aceites comunes Comparativa de viscosidad La viscosidad tiene un número de diferentes mediciones. Los más conocidos son: Viscosidades cinemáticas Viscosidad cinemática (centistokes), basado en la cantidad de fuerza requerida para vencer la fricción interna del fluido y Viscosidad dinámica o absoluta (centipoises) utilizado para expresar la fricción interna de los aceites a bajas temperaturas El gráfico de la derecha muestra las viscosidades cinemáticas comparativas de aceites de colza, maíz, soja y diesel. 7

8 Dunphy productos y servicios de bajo carbono Quemadores con potencias de 300kW a 13MW múlti combustible diseñados específicamente para su uso con combustibles neutros 100% de carbono en procesos de calor centralizado o distribuido vapor, CHP, distric heating y aplicaciones de conversión de residuos en energía. Expertos en diseño de quemador para todos los biocombustibles, aceites de sebo, solventes recuperables, gases de alcantarillado y los combustibles fósiles. Sencilla y rápida adaptación de los quemadores Dunphy combustible fósil, para permitir la combustión eficaz de combustibles neutros de carbono. Control digital de la combustión Ratiotronic con canales de gestión de combustible seguro y simple "simple accionamiento de un interruptor de" multi cambio de combustible. Opciones de pantalla táctil - interfaz con todos los sistemas BMS y SCADA. Soplantes individuales y dúplex de gas Para más información sobre eficiencia energética, la combustión neutra de carbono o para reservar un laboratorio de biocombustibles. sitio de prueba o auditoría energética, contacte Dunphy energy S.L. Calle Juan XXIII 7 bajos Sant Feliu de LLobregat 8

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