4.3 The distribution of statistics of Box type
4.3.3 Numerical comparison of approximations
Proceso Horno de fusión
Objeto de la MTD Reducción de la emisión de NOx
Tipo MTD Primaria
Descripción Combustión basada en la utilización de oxígeno en vez de aire para quemar el combustible. Al no introducir el nitrógeno del aire se reduce la producción de óxidos de nitrógeno (NOx). El oxígeno debe ser producido por separado.
Aplicabilidad
Su uso en la industria del vidrio se ha visto limitado y la técnica es todavía considerada como una tecnología en desarrollo con un posible elevado riesgo económico. En general, es beneficioso retrasar su instalación hasta la siguiente reconstrucción del horno para potenciar al máximo los beneficios obtenidos y evitar los problemas previstos.
Resultado obtenido La eficacia de eliminación es del 20-45%. Parece ser que debido a las reducciones de caudal que se producen por la eliminación del aire de combustión, se alcanzan concentraciones puntuales que rondan los 2.000-3.000 mg/Nm3.
Nivel asociado a MTD (a)
0,7-1,2 kg/t Vº Fº
(Basado en resultados obtenidos en Holanda con producción de O2 in situ con
plantas VSA (absorción por oscilación de vacío). La experiencia de Holanda muestra que la pureza del oxígeno obtenido influye de forma importante en el resultado. Si el oxígeno es producido in situ (con VSA) se obtienen los valores más altos. También el contenido de N2 en el gas y la edad de los hornos influencian
directamente el resultado. A los pocos años el horno perderá estanqueidad produciéndose entradas de aire que, aunque pequeñas, aumentarán mucho la formación de NOx por el nitrógeno del aire).
Nivel BREF (b) 0,5-1,1 kg/t Vº Fº, con el comentario de que los valores más bajos no se consiguen con gas sino con fuel-oil.
Inversión (2005) 3.500.000 € Costes operativos ≈ 100.000 €/año Tiempos de parada para
mantenimiento El buen mantenimiento del horno es imprescindible y muy relevante, porque cada fuga influirá significativamente en el NOx producido.
Estado del arte Existen algunas instalaciones para fusión de vidrio de envases en Europa. La razón de su existencia fue la necesidad de experimentar nueva tecnología para reducir NOx debido a la presión de la legislación en esos países.
Ventajas NOx bajo.
Desventajas
Aumento del consumo eléctrico en un 6%, comparado con los hornos de regeneradores a causa del elevado consumo eléctrico que tiene la producción de oxígeno.
Para un horno de O2 de 250 t/día, el extracosto debido a su mayor desgasteserá de 200-700 K €/año (menor duración y mayor mantenimiento).
Aumento de la contaminación global debido al incremento del consumo energético.Limitaciones de
aplicación
Posibles problemas de estabilidad de color del vidrio. Su implantación debe esperar a la reparación total de un horno.Impactos ambientales Aumento del consumo energético y como consecuencia de la contaminación global.
(a) Nivel asociado a MTD: El resultado esperado en condiciones normales de operación. Este nivel ya presenta
gran dificultad y más considerando el tipo de proceso y el funcionamiento sin paradas. Los niveles asociados a MTD están referidos a condiciones estándar: en seco, 0ºC (273 K), 101,3 kPa y 8% de O2. (b) Nivel asociado a la técnica en el Documento BREF. Está referido a condiciones estándar: en seco, 0ºC
Técnicas secundarias
Tabla 2.1.38. 3 R (reacción y reducción en los regeneradores)
Proceso Hornos de fusión
Objeto de la MTD Reducción de la emisión de NOx
Tipo MTD Secundaria
Descripción
Adición controlada de un combustible hidrocarbonado (fuel, gas natural, etc), a la corriente de gas de combustión en la entrada del regenerador. El combustible no se quema, sino que se disocia y reduce el NOX formado en el horno. Esta
tecnología es de aplicación en hornos regenerativos, donde el regenerador proporciona las condiciones necesarias de temperatura, mezcla turbulenta y tiempo de residencia para una adecuada reacción. El grado de reducción de NOX
depende principalmente de la cantidad de combustible añadida. Aplicabilidad Sólo se considera aplicable en hornos regenerativos.
Resultado obtenido Reducción global de NOx del orden del 70-85%
Nivel asociado a MTD (a) (c) 500 -1.100 mg/Nm3 (0,75 - 1,65 kg/t Vº Fº) Nivel BREF (b) 500-700 mg/Nm3
(0,5-1,1 kg/t Vº Fº)
Inversión (año 2000) 300.000 € (el coste es menor respecto a otros sistemas secundarios de eliminación de NO
x).
Costes operativos
1,5-2,0 €/t Vº Fº. El coste operativo viene determinado por el consumo de combustible en función del nivel inicial de NOx. Dicho consumo puede
representar del 1,8% al 10% del consumo energético para la fusión.
En el caso de que la instalación fuese dotada de un sistema de recuperación de calor, el aumento del consumo debido al proceso de desnitrificación puede encontrarse entre el 2-3% del consumo total de energía.
Tiempos de parada para
mantenimiento Sin datos
Estado del arte Las escasas experiencias existentes no han dado resultados positivos.
Ventajas
Puede conseguir reducciones sustanciales de NOx.
Aplicable a la mayoría de tipos de hornos regenerativos.
No representa cambios importantes en el diseño o funcionamiento de la planta.
Bajos costes de inversión.
Puede aplicarse sin necesidad de parar el horno.
No se requieren reactivos químicos.
El mayor consumo de combustible se puede compensar en algunos casos por la recuperación de calor perdido.Desventajas
La atmósfera reductora creada en los regeneradores daña los materiales refractarios. De hecho, se ha comprobado la necesidad de reparar los regeneradores dos años después de la instalación de esta tecnología, cuando su vida media normalmente es de 10-12 años. La sustitución de materiales refractarios por materiales de mayor resistencia térmica y química representa costes demasiado elevados que no compensan la reducción conseguida en NOx.Limitaciones de aplicación
La calidad del refractario para el regenerador debe soportar químicamente la presencia de concentraciones elevadas de monóxido de carbono y térmicamente el aumento de la temperatura del humo de combustión.
No aplicable a hornos no regenerativos.Impactos ambientales
Mayor consumo de combustible (generalmente un 7%).
Mayores emisiones de CO2 (20 - 30 kg/t de vidrio fundido).(a) Nivel asociado a MTD: El resultado esperado en condiciones normales de operación. Este nivel ya presenta gran
dificultad y más considerando el tipo de proceso y el funcionamiento sin paradas. Los niveles asociados a MTD están referidos a condiciones estándar: en seco, 0ºC (273 K), 101,3 kPa y 8% de O2.
(b) Nivel asociado a la técnica en el Documento BREF. Está referido a condiciones estándar: en seco, 0ºC (273 K), 101,3 kPa
y 8% de O2.