Integrated Global Services Inc.
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Las paredes del horno en una sección radiante de un Reformador de Metano por Vapor (SMR) están revestidas con materiales refractarios, ladrillos y fibras que tienen una emisividad relativamente baja. Aplicando el revestimiento de alta emisividad de Cetek en la superficie de las paredes del horno, es posible aumentar la emisividad del refractario y, por lo tanto, mejorar significativamente la eficiencia del reformador, aumentando la eficiencia térmica de la caja del horno.
La eficiencia mejorada de la caja del horno puede utilizarse para aliviar las temperaturas excesivas en la sección de convección, aumentar la capacidad del reformador de vapor o prolongar la vida útil de los tubos del catalizador. Otras ventajas secundarias se obtienen al sellar las paredes refractarias con el material de revestimiento cerámico. El revestimiento se ha utilizado con éxito en reformadores de gas de síntesis de diferentes diseños en instalaciones de producción de amoníaco, metanol e hidrógeno.
La eficiencia térmica del SMR suele ser del 45-60%, y un 35-50% adicional del calor se recupera de los gases de combustión en la sección de convección del reformador. El calor recuperado se utiliza para precalentar la alimentación del reformador, el aire de proceso, el recalentamiento del vapor y el precalentamiento del agua de alimentación de la caldera o del aire de combustión.
La eficiencia térmica de la caja del horno puede aumentarse aplicando un revestimiento cerámico de alta emisividad en las paredes del horno, que mejora la contribución de la transferencia de calor radiante desde las paredes calientes del horno a los tubos del catalizador. Sin embargo, la mejora de la eficiencia depende del diseño del reformador y de las condiciones reales de funcionamiento del mismo.
La contribución de transferencia de calor radiante de las paredes del horno, más uniforme y más elevada, hace que los reformadores de pared lateral y de terraza sean superiores en cuanto a la utilización de la radiación mejorada de las paredes del horno. La mejora de la eficiencia de la transferencia de calor radiante conduce a una reducción de la temperatura de los gases de combustión. Esto tiene consecuencias en la transferencia de calor por convección en las secciones de convección del reformador primario. En la sección de convección, el calor de los gases de combustión se utiliza para producir vapor y precalentar los fluidos de proceso del aire de combustión. Examinamos cuidadosamente el balance de transferencia de calor/deberes absorbidos para asegurarnos de que el balance no se vea afectado negativamente.
Las superficies de alta emisividad irradian energía a través de una amplia banda de longitudes de onda, disminuyendo la interferencia del CO2 y el H2O en los gases de combustión.
Cuando la radiación de una llama incide en un radiador perfecto, toda la energía es absorbida, pero sobre todo se transforma en radiación de cuerpo negro», como la forma de banda ancha de onda. Al ser reemitida por la superficie refractaria, la energía es capaz de penetrar en la atmósfera del horno, compuesta por los productos de la combustión, siendo poco reabsorbida y llevada a la chimenea por el tiro.
Por lo tanto, está más fácilmente disponible para calentar la carga en el reformador de vapor de metano.
Si la superficie fuera un mal radiador, o tuviera un valor de emisividad muy bajo, la energía que incide en la superficie refractaria se reflejaría de nuevo en el refractario todavía en su estado no transformado, por lo que sería más fácilmente absorbida por los gases de combustión, lo que supondría una pérdida de energía en la chimenea.
La mejora de la eficacia de la transferencia de calor radiante conduce a una reducción de la temperatura de los gases de combustión. Esto tiene consecuencias en la transferencia de calor por convección en las secciones de convección del reformador primario. En la sección de convección, el calor de los gases de combustión se utiliza para producir vapor y precalentar los fluidos de proceso del aire de combustión. Examinamos detenidamente el equilibrio entre transferencia de calor y servicio absorbido para asegurarnos de que no se vea afectado negativamente.
IGS está aquí para proporcionar información, responder a las preguntas y crear una solución eficaz para sus necesidades.
Los revestimientos cerámicos de alta emisividad de Cetek aplicados a las superficies refractarias proporcionan un efecto significativo, que varía para diferentes tipos y diseños de reformadores de hidrógeno, amoníaco y metanol. Para obtener el máximo beneficio, es esencial realizar previamente un análisis/evaluación técnica completa de los efectos de la aplicación. El beneficio en la sección radiante y los efectos en la sección de convección se estudian e informan antes de que el cliente o IGS/Cetek asuman cualquier compromiso.
Las aplicaciones típicas aprobadas en reformadores de metano a vapor muestran beneficios de productividad (como ahorro de energía o aumento de la producción) que van del 1,0% al 5,0%.
La reducción de la temperatura de los gases de combustión conlleva una importante reducción de las emisiones térmicas de NOx. La reducción típica de las emisiones de NOx en los reformadores de metano de vapor es del 20% al 30%, independientemente del tipo de quemador. Las emisiones de CO2 se reducen proporcionalmente a los beneficios de productividad, con la reducción del consumo de gas.
Los revestimientos cerámicos de Cetek (de alta emisividad o emisividad neutra) permiten encapsular el aislamiento de fibra cerámica (manta, módulos o paneles). Cuando se recubre, no hay pérdida de fibra friable de las secciones radiantes. Por lo tanto, no se ensucian los tubos de la sección radiante/los tubos del catalizador, los tubos de la sección de convección, las rejillas de las unidades SCR (Reducción Catalítica Selectiva) o la pérdida al medio ambiente a través de la chimenea.
Los beneficios esperados del revestimiento se han hecho realidad en muchos calentadores y reformadores de fuego. El típico aumento de capacidad del 1,0-5,0% o el ahorro de energía suponen un beneficio significativo. En combinación con un flujo de calor más uniforme y la transferencia de calor de las superficies refractarias que vuelven a irradiar, la reducción de la temperatura de la pared del puente y las emisiones, esta tecnología contribuye de forma significativa al rendimiento general del reformador.
La vida útil del sistema de revestimiento aplicado a una superficie refractaria está relacionada con la temperatura de la caja del horno y la exposición al impacto localizado de la llama. El beneficio de la vida útil suele ser de 6 a 8 años, tras los cuales podemos volver a aplicar el revestimiento para recuperar el máximo rendimiento.
