Automatización del proceso de adición de caliza para mejorar la eficiencia en la caldera de una central termoeléctrica que permita disminuir el impacto ambiental a partir de una reducción en la producción de ceniza.

Abstract

El uso de un sistema de depuración de gases y partículas adecuado para cada industria es uno de los problemas más importantes en la actualidad, ya que es necesario combinar aspectos técnicos con limitaciones económicas y legales. Los procesos de desulfuración de gases (FGD) para remover 〖SO〗_2, generalmente se basan en su absorción esencialmente irreversible mediante soluciones alcalinas; en esta investigación se presenta una propuesta tecnológica basada en el método de cal o piedras caliza, el más usado en los procesos de combustión por carbón, debido a los altos grados de desulfuración alcanzados y a la abundancia de la materia prima en el mercado; esto se debe a que es un método sencillo de manejar, efectivo, confiable y barato (Velasco, 2005). Para efectos de este diseño, se presenta una propuesta alternativa de optimización a efecto de contribuir con las mejoras sobre la producción de energía con el novedoso sistema automatizado para la adición de caliza con una dosificación adecuada, para mejorar la eficiencia de la caldera en la central termoeléctrica y redundará en la disminución en la emisión de gases y partículas contaminantes que a su vez reducen el impacto al medio ambiente; con el diseño se presentan los protocolos de simulación experimentales y modelo matemático, con el cual se definirán como una descripción desde el punto de vista matemático, el hecho o fenómeno a aplicar en el mundo real, apoyados en datos primarios obtenidos del simulador y del comportamiento de las emisiones a partir de la implementación del mismo. De igual manera, se abordará la generación energética por vapor de agua, como una alternativa viable para el desarrollo, con la eficiencia pertinente causando una reducción de costos y aumento de la producción; Sin embargo, no se puede ocultar el hecho de que su generación trae consigo un gran impacto al medio ambiente, ya que el uso de combustibles fósiles como el petróleo o el carbón produce emisiones de smog fotoquímico, principalmente compuestos por dióxido de carbono 〖CO〗_2, dióxido de azufre 〖SO〗_2, óxido de nitrógeno 〖NO〗_x y monóxido de carbono CO, entre otros. Por lo que se busca poder establecer una dosificación adecuada en la adición de caliza y de esta manera poder aminorar la cantidad de material sorbente usado actualmente y contribuir en la reducción de la generación de cenizas.The use of a gas and particle purification system suitable for each industry is one of the most important problems at present since it is necessary to combine technical aspects with economic and legal limitations. The processes of desulfurization of gases (FGD) to remove 〖SO〗_2, are generally based on their essentially irreversible absorption by means of alkaline solutions; This research presents a technological proposal based on the lime or limestone method, the one most commonly used in coal combustion processes, due to the high degrees of desulfurization achieved and the abundance of the raw material in the market; This is because it is a simple method to manage, effective, reliable and cheap. For the purposes of this design, the alternative proposal of optimization is presented in order to contribute with the improvements on energy production with the new automated system for the addition of limestone with a suitable dosage, to improve the efficiency of the boiler in the plant thermoelectric and will result in a decrease in the emission of polluting gases and particles that in turn reduce the impact on the environment; with the design, the experimental simulation protocols and mathematical model are presented, with which they will be defined as a description from the mathematical point of view, the fact or phenomenon to be applied in the real world, supported by primary data obtained from the simulator and the behavior of emissions from the implementation thereof. Likewise, energy generation by steam will be addressed, as a viable alternative for development, with the relevant efficiency causing a reduction in costs and increased production; However, one can’t hide the fact that their generation brings a great impact to the environment, since the use of fossil fuels such as oil or coal produces photochemical smog emissions, mainly composed of carbon dioxide 〖CO〗_2, sulfur dioxide 〖SO〗_2, nitrogen oxide 〖NO〗_x, and carbon monoxide CO, among others. For what is sought to be able to establish a suitable dosage in the addition of limestone and thus be able to reduce the amount of sorbent material currently used and contribute to the reduction of ash generation