Tecnologías chinas de desulfuración: ¿productos y aplicaciones? 

Cuando se habla de tecnologías chinas de desulfuración, muchos se imaginan inmediatamente enormes absorbentes en las centrales térmicas. Pero en realidad, si profundizamos, la gama de soluciones y los matices de su aplicación es mucho más amplia e interesante. Un error común es suponer que todo depende sólo de la compra de reactivos, como la piedra caliza, y el resto es cuestión de tecnología. En realidad, desde la elección de un circuito específico hasta las complejidades del funcionamiento in situ, hay muchos detalles que determinan si la instalación funcionará a las mil maravillas o se convertirá en un dolor de cabeza durante años. Compartiré algunas observaciones basadas en la práctica.

De la teoría a la “suciedad”: la evolución de los enfoques

Históricamente, China ha puesto gran énfasis en los métodos húmedos de piedra caliza y yeso, que han sido una especie de estándar de oro para las grandes unidades de generación de energía. Parecería que la tecnología ha sido probada en todo el mundo. Pero las características locales del combustible, las necesidades del subproducto, el yeso, y, lo que es más importante, los problemas de consumo de agua y aguas residuales obligaron a los ingenieros a perfeccionar constantemente los esquemas. No puedes simplemente tomar y copiar un proyecto alemán o japonés. Por ejemplo, cuando el carbón tiene un alto contenido de cenizas o una composición de cenizas específica, un sistema de hidrociclón estándar podría obstruirse con más frecuencia de lo esperado. Fue necesario experimentar con un lavado previo de los gases de combustión o modificando las boquillas rociadoras.

Otro enfoque, los métodos semisecos y secos, comenzaron a ganar peso gradualmente, especialmente para calderas industriales más pequeñas o para modernizaciones donde no había espacio para sistemas de tratamiento de aguas residuales voluminosos. Aquí los fabricantes chinos, apoyándose en la experiencia, empezaron a ofrecer soluciones bastante elegantes con lecho fluidizado circulante (CFB) e inyección de cal hidratada. La eficiencia es ligeramente menor, pero es más fácil de operar y no hay problemas con el desperdicio de líquidos. Pero esto también tiene su propio "rastrillo": la finura de la molienda del sorbente, la uniformidad de la distribución del gas en el reactor, la lucha contra la adherencia en el aparato: todo esto requirió un ajuste fino en el sitio.

Me viene a la mente un caso interesante: intentaron adaptar un esquema de secado estándar en uno de los hornos de cemento. Los indicadores calculados fueron buenos, pero en la práctica la eficiencia de la desulfuración aumentó. Resultó que la culpa eran las fluctuaciones significativas en la temperatura y el volumen de los gases que salían del horno, para las cuales el diseño original no tenía en cuenta lo suficiente. Tuvimos que modificar el sistema de dosificación sobre la marcha e introducir un circuito de control de temperatura adicional delante del reactor. Este es un ejemplo típico cuando la teoría encuentra condiciones no ideales de producción real.

Productos clave y “hardware”: qué hay detrás de las abreviaturas

Cuando hablamos de productos, no podemos limitarnos únicamente a reactivos químicos. Esto siempre es complejo: una licencia tecnológica, un diseño básico, equipos clave y, por supuesto, los propios sorbentes. Entre los reactivos, además del clásico carbonato cálcico, se utiliza cada vez más el hidróxido cálcico para métodos secos y, en casos especiales, el bicarbonato sódico. Este último ofrece una eficiencia muy alta, pero el precio es diferente. La solución es siempre un compromiso.

En cuanto al equipamiento, las empresas de ingeniería chinas han logrado grandes avances en este ámbito. No estamos hablando sólo de los propios absorbedores o reactores CFB, sino también de sistemas auxiliares. Por ejemplo, sistemas para la preparación e inyección de suspensión de piedra caliza. La calidad y confiabilidad de las bombas mezcladoras hidráulicas, la resistencia al desgaste de las boquillas rociadoras: la estabilidad de toda la instalación depende de estas aparentemente pequeñas cosas. He visto situaciones en las que ahorraron dinero en inyectores y, después de seis meses de funcionamiento, la eficiencia se redujo en un 15 % debido a la pulverización desigual y la erosión.

Por separado, cabe destacar los sistemas de seguimiento y control. Los proyectos chinos modernos casi siempre incluyen sistemas de control de procesos automatizados bastante avanzados que no solo leen datos, sino que también permiten optimizar el consumo de reactivos en función de los parámetros actuales del gas (SO2, O2, temperatura). Pero implementar un sistema así es sólo la mitad de la batalla. Es importante que el personal in situ comprenda la lógica de su funcionamiento y no se limite a seguir ciegamente las instrucciones. Sucedió que los operadores desactivaron la corrección automática de flujo y prefirieron el modo manual “¿por sensación?”, lo que anuló todos los ahorros potenciales.

Ámbito de aplicación: energía exterior

Aunque el sector energético es el principal consumidor, las tecnologías de desulfuración se están trasladando activamente a otras industrias. La metalurgia, especialmente las plantas de sinterización y los altos hornos, es un desafío más serio. La composición de los gases es más compleja, la temperatura es mayor y la carga de polvo es mayor. Aquí se utilizan a menudo soluciones híbridas. Por ejemplo, primero un método seco o semiseco para limpieza y enfriamiento primarios, y luego limpieza adicional utilizando un método más sutil. Los contratistas chinos han acumulado una experiencia considerable en este tipo de planes combinados.

La industria del cemento es una historia especial. Aquí no sólo suele centrarse el SO2, sino también los mercaptanos y otros gases ácidos. Una aplicación interesante de esta tecnología son los hornos, donde se pueden utilizar componentes alcalinos de las propias materias primas (por ejemplo, ciertas arcillas) para unir azufre. Esto requiere un conocimiento profundo de la propia tecnología de fabricación subyacente. Los proyectos exitosos siempre se llevan a cabo en estrecha colaboración con tecnólogos de plantas.

Un área menos obvia pero en crecimiento es la de los incineradores y las calderas de biomasa. Los volúmenes de los gases son menores, pero la composición puede ser muy variable. Para este tipo de instalaciones, a menudo se eligen soluciones modulares compactas basadas en sorbentes secos con filtros de mangas. El punto clave aquí es la selección correcta de tela filtrante que sea resistente a las condiciones y un sistema de dosificación de absorbente preciso que pueda responder rápidamente a los aumentos repentinos en la concentración de SO2.

Retos prácticos y lecciones

Ningún proyecto está completo sin superposiciones. Uno de los problemas comunes sobre el que rara vez se escribe en los folletos es la calidad del agua para preparar la suspensión. Una dureza elevada o un contenido de cloruros pueden provocar depósitos en las líneas y obstrucción de los inyectores. En una de las instalaciones en Asia Central fue necesario instalar urgentemente un sistema adicional de ablandamiento de agua, que no estaba previsto en el contrato original.

Otro punto doloroso es la eliminación de los productos de desulfuración. El yeso de sistemas húmedos debe cumplir con los estándares para poder venderse. Si algo salía mal en el proceso (por ejemplo, la oxidación del sulfito era incompleta debido al mal funcionamiento del sistema de aireación), entonces el material resultante era de baja calidad, lo que ningún procesador aceptaría. Tuvo que ser desechado, lo que acabó con toda la economía del proyecto. Por lo tanto, ahora se presta cada vez más atención no sólo a la instalación principal, sino también a las unidades de procesamiento y purificación del subproducto.

La cultura operativa es quizás el factor menos técnico pero sí crítico. La instalación más avanzada puede estropearse en seis meses si no se realizan controles periódicos, no se impiden las bombas y no se calibran los sensores. Vi cómo en una planta, debido al reemplazo inoportuno de los sellos de una bomba de suspensión, se produjo una fuga que corroyó la losa de cimentación. La reparación del equipo cuesta centavos en comparación con la restauración de los cimientos y el tiempo de inactividad.

Una mirada desde dentro: un ejemplo de instituto especializado

Para ser más específicos, podemos tomar como ejemploChengdu Yizhi Technology Co.(su sitio web eshttps://www.yzkjhx.ru). No se trata simplemente de un vendedor de equipos, sino de un instituto de diseño creado sobre la baseTecnología química Co. de Chengdu Huaxi.Con un capital social de 120 millones de yuanes, se dedican a ofrecer soluciones integrales desde 2013. Su trabajo muestra claramente la evolución del enfoque: desde el suministro de componentes individuales hasta el ciclo completo, desde la investigación de laboratorio y las pruebas piloto hasta el diseño, la entrega, la instalación y la puesta en servicio.

De su práctica resultan interesantes los proyectos de acerías en los que se utilizaron métodos combinados. Por ejemplo, su desarrollo se utilizó en la planta de sinterización: un sistema de inyección de sorbente seco en el conducto de gas seguido de filtración, pero con enfriamiento preliminar y humidificación del gas en una cámara especial. Esto hizo posible lograr una salida estable más allá de la eficiencia básica del 90% incluso con una composición de carga inestable. Es importante que no solo instalaron la instalación, sino que realizaron pruebas preliminares en una instalación piloto, seleccionando el tipo y la granulometría óptimos del sorbente específicamente para esta materia prima.

Otro punto importante de este tipo de empresas es el trabajo con subproductos. En algunos de sus proyectos para sistemas húmedosTecnología Chengdu Yizhise centra no sólo en producir yeso comercial, sino que también está considerando opciones para producir ácido sulfúrico o azufre elemental a partir de corrientes concentradas de SO2. Este es el siguiente nivel, que indica la profundidad del desarrollo de la cadena tecnológica. Por supuesto, tales decisiones no siempre están justificadas económicamente y requieren un estudio de viabilidad exhaustivo, pero el hecho mismo de dicha experiencia es importante.

¿Hacia dónde sopla el viento? Algunas reflexiones finales

De cara al futuro, la tendencia es la flexibilidad y la integración. ¿Simple? ¿En caja? Las decisiones se convierten en cosa del pasado. Cada vez hay más solicitudes de sistemas que puedan operar en una amplia gama de cargas (lo cual es importante para las fuentes de energía renovables), ser monitoreados y diagnosticados de forma remota y, lo que es más importante, estar preparados para estándares más estrictos no solo para SO2, sino también para las emisiones asociadas, como metales pesados ​​o NOx.

Continúan los trabajos sobre sorbentes. Esto incluye el aumento de la reactividad de los materiales calcáreos mediante un procesamiento especial y el desarrollo de sorbentes multifuncionales capaces de capturar simultáneamente varios contaminantes. Pero cualquier innovación debe demostrar su rentabilidad no en el laboratorio, sino en las condiciones de un flujo industrial real, a menudo lejos de ser ideal.

Entonces, volviendo al principio, las tecnologías chinas de desulfuración ya no son una cuestión de “comprar y entregar”. Se trata de una ingeniería integral, una profunda adaptación a las condiciones del cliente y, en última instancia, la capacidad de resolver problemas prácticos que siempre surgen en la intersección de la hermosa teoría y la dura realidad de la producción. Y la experiencia, incluidas las negativas, acumulada a lo largo de años de implementación de proyectos tanto dentro como fuera de China, es quizás el activo más valioso aquí.