Análisis energético de una planta de separación de aire y caracterización del proceso de separación

proceso productivo de muchas industrias. Las Plantas de Separación de Aire (ASU, Air Separation Unit) separación requiere habitualmente del uso de procesos criogénicos que consumen una cantidad importante de energía eléctrica que siempre tiende a encarecer la operación de estas plantas y disminuir su viabilidad en países con costes energéticos elevados. A continuación se presenta un análisis energético global y detallado básico de una planta de separación de aire para identificar y caracterizar el consumo energético necesario para el funcionamiento del proceso. Se estudiará inicialmente un proceso ideal de destilación dentro de la Cold Box (“caja fría” que contiene todos los equipos criogénicos y en la que tiene lugar la separación del aire en sus componentes); posteriormente se analizaran los factores que afectan al proceso tales como pérdidas de calor, eficiencia de los intercambiadores principales de entrada al sistema de destilación, eficiencia de la turbina (que ayuda a mantener en balance al sistema), producción de argón y oxígeno líquido, etc. Con los resultados obtenidos se establece una correspondencia entre las principales operaciones de la ASU y su afectación con el balance energético, con lo que se pueden analizar posibles mejoras para conseguir un ahorro energético en la operación de la planta. Para llevar a cabo todos estos análisis se ha empleado un simulador de procesos y el programa de modelado EES (Engineering Equation Solver). Para las condiciones en que opera actualmente la planta unos 60000 Nm3/h de aire a tratar, el consumo del compresor principal se sitúa sobre los 4380 kW. Por lo tanto, el coste del consumo eléctrico es el principal criterio que se sigue para establecer la estrategia de operación de la planta de manera que su operación está estrechamente ligada a las variaciones del coste de la electricidad en cada periodo. El calor generado por el sistema de refrigeración del compresor principal se encuentra alrededor de los 60ºC y podría utilizarse en una bomba de calor para obtener importantes cantidades de calor a utilizar en la propia planta, por ejemplo, para regenerar el material adsorbente del Molsieve o externamente, para el suministro de calor a una red de calefacción de distrito. Los resultados obtenidos serán útiles para el diseño de futuras estrategias de ahorro energético, optimización de la operación de la planta y, en consecuencia, sus prestaciones técnicas y económicas con miras a un estudio de integración con otros procesos con la finalidad de diseñar sistemas de poligeneración de energía y productos finales.Los autores agradecen a Messer Iberica de Gases la ayuda facilitada sin la que no habría sido posible la realización del presente trabajo

Modelamiento de un Ciclo Orgánico de Rankine Hibrido activado por paneles solares y el aprovechamiento de calor residual de una planta industrial

El presente estudio tiene por objetivo el desarrollar un modelo de un Ciclo Orgánico de Rankine Híbrido activado por energía solar y mediante el aprovechamiento del calor residual proveniente de una operación industrial. Se realizó la modelación con colectores solares cilíndricos parabólicos que trabajan con un tanque de almacenamiento térmico (storage tank) en condiciones de estacionalidad, que alimenta al recuperador de calor, en conjunto con el flujo de gases de escape provenientes del proceso industrial. Se estudió para que la producción máxima de electricidad la mayor explotación del calor residual disponible y un área de colectores de 600 m2. El ciclo orgánico de Rankine se modela considerándolo estable y estacionario, con una cámara de agua de alimentación abierta, usando el Engineering Equation Solver (EES) para el desarrollo del modelo termodinámico, comparando 5 fluidos de trabajo: Tolueno, Ciclohexano, n-Pentano, Isopentano y el octametiltrisiloxano (MDM), obteniendo una máxima producción de electricidad con Tolueno que alcanzó 79 kW y una eficiencia del 20.52%

Caracterización de los óxidos de nitrógeno emitido por motores de combustión interna en condiciones reales de trabajo

La investigación realiza un análisis sobre el impacto que tienen ciertos parámetros endógenos y exógenos de operación del motor S.I[1] sobre la generación de óxidos de nitrógeno. Los parámetros endógenos de operación estudiados fueron: la temperatura de operación del motor, la carga de trabajo, y el vacío generado en el múltiple de admisión.  De igual manera se estudia el impacto de la altitud a la que opera el motor, considerando como determinante en la eficiencia del mismo. Las mediciones para realizar el presente estudio se las realizaron en condiciones normales de ruta donde los conductores fueron asignados aleatoriamente recorrieron las principales vías de conexión entre centros laborales e industriales con centros domiciliares  ubicados en la ciudad de Riobamba, con una  altitud fluctuante  entre los 2700 y 3100 msnm, en vista de la necesidad de estudios científicos inherentes al trabajo del motor S.I  en altura pues  la gran cantidad de estudios realizados fueron a nivel del mar en las principales urbes, dejando de lado consideraciones geográficas de américa latina, donde la gran cantidad de ciudades se encuentran sobre los 2000 msnm. Las pruebas se las realizaron durante 8 meses en 20 vehículos livianos de las marcas de mayor presencia en la localidad,  propulsados por gasolina extra de 87° de octanaje, a lo largo de las principales vías de la localidad, buscando de esta manera replicar la modalidad de conducción normal en la localidad  RDE[2]. A partir del análisis de 90 000 clústers de datos se encontró una fuerte dependencia entre la altitud y la temperatura de operación del motor.