Carbón activo para la eliminación de nitros

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Carbón activo para la eliminación de nitratos

El carbón activado de alto rendimiento está diseñado específicamente para eliminar de forma fiable los óxidos de nitrógeno (NOₓ) de los gases de combustión industriales, los gases de escape y los flujos de gases residuales de procesos. Ofrece una adsorción y reducción catalítica eficientes de los NOₓ en diversos sectores, como la generación de energía, la fabricación de productos químicos y la incineración de residuos, lo que facilita el cumplimiento de las normativas cada vez más estrictas sobre emisiones de óxidos de nitrógeno.

¿Qué es el carbón activado para la eliminación de nitros?

El «carbón activado para la eliminación de óxidos de nitrógeno» hace referencia a materiales de carbón activado especialmente diseñados —que incluyen grados impregnados y tipos catalíticamente activos— empleados en sistemas industriales de desnitrificación de gases de combustión y de tratamiento de gases de escape de procesos. Estos materiales actúan para adsorber y reducir los óxidos de nitrógeno (NOₓ), como el óxido nítrico (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO₂), de los flujos de gases de combustión mediante una combinación de adsorción física, reacciones de reducción catalizadas en superficie y, en los casos en que se utilizan grados impregnados con amoníaco, mecanismos de reducción catalítica selectiva que transforman los NOₓ en gas nitrógeno inofensivo.

Los óxidos de nitrógeno son subproductos inevitables de los procesos de combustión en los que los combustibles se queman a altas temperaturas, como las centrales eléctricas de carbón, las turbinas de gas, las calderas industriales, las incineradoras de residuos, los hornos de cemento y las plantas de fabricación de productos químicos. En los sistemas de control de NOₓ basados en carbón activado, la superficie del carbón cumple una doble función: proporciona sitios de adsorción para capturar NO y NO₂ de la fase gaseosa y crea un entorno catalítico que favorece la reducción de estos contaminantes a nitrógeno molecular. Esto permite la eliminación de NOₓ mediante un proceso en seco que se integra perfectamente con los sistemas de adsorción de SO₂ con carbón activado, lo que facilita el tratamiento combinado de gases de combustión con múltiples contaminantes.

A medida que las normativas mundiales sobre calidad del aire imponen límites de emisión de NOₓ cada vez más estrictos en todos los sectores industriales, la desnitrificación con carbón activado ofrece a los operadores industriales una alternativa de proceso en seco técnicamente viable —o una tecnología complementaria— a los sistemas de reducción catalítica selectiva (SCR) para cumplir los requisitos de cumplimiento en materia de NOₓ. Esto resulta especialmente valioso en aplicaciones de modernización, donde las limitaciones de espacio, temperatura y presupuesto restringen la instalación de sistemas SCR convencionales.

Ventajas principales del carbón activado para la eliminación de nitros

Eliminación conjunta integrada de SO₂ y NOₓ en un único sistema de tratamiento: Los reactores de lecho móvil de carbón activado permiten eliminar simultáneamente el SO₂ y el NOₓ de corrientes complejas de gases de combustión industriales. Garantizan el cumplimiento de las normas relativas a múltiples contaminantes mediante una única instalación compacta, lo que elimina la necesidad de contar con sistemas independientes de desulfuración y desnitrificación que funcionen en serie.
Funcionamiento en proceso seco sin fugas de amoníaco ni riesgo de envenenamiento del catalizador: A diferencia de los sistemas SCR, en los que se inyecta amoníaco como agente reductor y se requiere un rango de temperatura preciso, además de un costoso catalizador de vanadio-titanio, la eliminación de norepinefrina mediante carbón activo se lleva a cabo mediante un método en seco, sin emisiones de amoníaco residual, toxicidad del catalizador inducida por el SO₂ ni requisitos de acondicionamiento del humo a alta temperatura, factores que dificultan la conversión a SCR en gases de escape a baja temperatura.
Regeneración térmica que restaura la adsorción total y la actividad catalítica: La regeneración térmica del carbón activo usado que contiene compuestos nitrogenados adsorbidos puede llevarse a cabo a una temperatura controlada para recuperar tanto la capacidad de adsorción como la actividad catalítica de la superficie, lo que permite un sistema de NOₓ en bucle cerrado continuo con un consumo de reposición de carbón predecible y sin costes de conmutación del sistema SCR.
Rendimiento eficaz en condiciones variables de concentración de NOₓ y de gases de combustión: Los sistemas de desnitrificación con carbón activo conservan unas propiedades fiables de eliminación de NOₓ a pesar de las variaciones en las concentraciones de NOₓ, las fluctuaciones de temperatura y los componentes del humo que suelen caracterizar a las operaciones reales de combustión industrial, lo que les confiere una estabilidad operativa difícil de igualar por los sistemas catalíticos de ventana fija durante los ciclos de carga y las interrupciones del proceso.
Instalación compacta y fácil de adaptar para instalaciones industriales ya existentes: El sistema de NOₓ con carbón activo permite lograr una desnitrificación significativa en un espacio mucho más reducido en comparación con un dispositivo SCR equivalente, lo que lo convierte en la opción técnica preferida para una planta existente, una caldera industrial o una instalación de proceso que se vea limitada por el espacio, la estructura o los fondos necesarios para instalar un sistema SCR completo.

Retos del sector

Endurecimiento progresivo de los límites de emisión de NOₓ en todos los sectores industriales

La reducción catalítica selectiva (SCR) sigue siendo la principal tecnología de control de NOₓ, pero requiere costosos catalizadores de vanadio-titanio, un ajuste preciso de la temperatura de los gases de combustión y una infraestructura de inyección de amoníaco. Estos componentes suponen obstáculos prohibitivos en cuanto a costes de inversión y de explotación para las pequeñas y medianas empresas industriales.

Los elevados costes de inversión y de explotación de los sistemas SCR convencionales

La reducción catalítica selectiva sigue siendo la tecnología predominante para el control de los óxidos de nitrógeno, pero requiere costosos catalizadores de vanadio-titanio, un control preciso de la temperatura de los gases de combustión y una infraestructura de inyección de amoníaco que suponen unos costes de inversión y de explotación prohibitivos para las pequeñas y medianas empresas industriales.

Contaminación por fugas de amoníaco procedente de los sistemas de desnitrificación SCR

Cuando se inyecta un exceso de amoníaco en los sistemas SCR, se produce una fuga de amoníaco en los gases de combustión tratados. Esta fuga no solo da lugar a problemas secundarios de calidad del aire, sino que también reacciona con el SO₃ para formar depósitos de bisulfato de amonio, al tiempo que genera obligaciones normativas adicionales que pueden evitarse por completo mediante tecnologías de eliminación de NOₓ basadas en carbón activado.

Descripción general del producto

Casos de uso específicos: carbón activo para la eliminación de nitros

Control combinado de SO₂ y NOₓ en una central eléctrica de carbón

Los reactores de lecho móvil de carbón activado se utilizan en centrales eléctricas de carbón como sistemas integrados de desulfuración y desnitrificación, capaces de eliminar tanto el SO₂ como el NOₓ de grandes volúmenes de gases de combustión en una sola etapa del reactor. Al inyectar amoníaco aguas arriba del lecho de carbón activado, la superficie del carbón cataliza la reducción selectiva del NOₓ a nitrógeno molecular, al tiempo que adsorbe el SO₂. Esta configuración permite cumplir con los requisitos de control de múltiples contaminantes mediante una única instalación, eliminando la necesidad de sistemas SCR y FGD húmedos separados que operen en serie.

Desnitrificación en calderas industriales y centrales térmicas

Las calderas industriales de las instalaciones de producción, las instalaciones de calefacción urbana y los sistemas de cogeneración que funcionan con carbón, fuelóleo pesado o biomasa generan emisiones de NOx que deben cumplir las normas de emisión de la Directiva sobre integración de la contaminación atmosférica (IED). Los sistemas de sorción con carbón activo ofrecen una solución compacta de desnitrificación por proceso seco para este tipo de equipos, que puede adaptarse a las limitaciones de espacio y presupuesto de una central de calderas industriales, en la que a menudo no es viable una instalación SCR completa debido a restricciones de estructura, temperatura y espacio.

Planta de incineración de residuos: tratamiento de gases de escape con múltiples contaminantes

Las instalaciones de incineración de residuos sólidos urbanos y residuos peligrosos deben controlar simultáneamente los niveles de NOₓ, SO₂, HCl, dioxinas, furanos y metales pesados en sus gases de escape, de conformidad con las estrictas directivas sobre emisiones de la incineración de residuos. Las etapas de inyección de carbón activado y de adsorción en lecho fijo se integran en los procesos de tratamiento de gases de escape de la valorización energética de residuos para adsorber el NOₓ junto con los gases ácidos y los microcontaminantes orgánicos, lo que permite alcanzar el rendimiento integral de eliminación de múltiples contaminantes exigido por la normativa sobre incineración de residuos en un único sistema de tratamiento por proceso seco.

Cumplimiento de las normas sobre emisiones de NOₓ en hornos de cemento

Los hornos de cemento que funcionan a altas temperaturas de combustión producen unas de las intensidades de emisión de NOₓ más elevadas de todos los procesos industriales, debido tanto a la formación de NOₓ procedente del combustible como a la formación de NOₓ térmico cuando las temperaturas de la llama del horno superan los 1 400 °C. Los sistemas de carbón activado, instalados en el circuito de gases de escape enfriados aguas abajo de las torres de precalentamiento y los filtros de mangas, adsorben el NOₓ residual de los gases de escape de los hornos de cemento. Esto permite cumplir los requisitos de emisión establecidos en las directivas industriales, sin la elevada inversión de capital ni la infraestructura de manipulación de amoníaco que los sistemas SCR imponen a las operaciones de las plantas de cemento.

Desnitrificación de los gases residuales de los procesos de fabricación de productos químicos

Las instalaciones de ácido nítrico, las de ácido adípico y otras instalaciones de producción química generan un flujo de gases de proceso con elevadas emisiones de NOx debido a la oxidación y a las emisiones de escape. El adsorbedor de lecho fijo de carbón activo se utiliza con el fin de recoger el NOx residual de los gases de escape del proceso antes de su descarga a la atmósfera, para llevar a cabo la desnitrificación de los gases residuales, sin tener que lidiar con la segunda generación de fugas de amoníaco y los requisitos de gestión de catalizadores que introduce el tratamiento de gases de escape basado en SCR en el funcionamiento de una instalación química.

Reducción de NOₓ en los gases de escape de una planta de sinterización

En las plantas siderúrgicas integradas, las máquinas de sinterización de mineral de hierro son una de las principales fuentes de emisiones de NOₓ y deben cumplir las normas de calidad del aire cada vez más estrictas aplicables a la industria siderúrgica. Los sistemas de lecho móvil de carbón activado, cuando se aplican a los gases de escape de las máquinas de sinterización, son capaces de eliminar el NOₓ, así como el SO₂, las dioxinas y los compuestos de metales pesados. Como resultado, el carbón activado se ha convertido en la tecnología preferida para mejorar el control de emisiones en los procesos de sinterización de las plantas siderúrgicas, especialmente cuando es necesario cumplir simultáneamente con los requisitos relativos a múltiples contaminantes dentro de las limitaciones de espacio de las instalaciones de sinterización existentes.

Tratamiento de los gases de combustión de los hornos de vidrio

Los hornos de fusión de vidrio que queman gas natural o fuelóleo pesado producen NOₓ debido a la combustión a alta temperatura, junto con SO₂ y partículas procedentes de los materiales de la carga. Cuando se aplica a los flujos de gases de escape enfriados de los hornos de vidrio, la adsorción con carbón activado permite la eliminación simultánea de NOₓ y SO₂ de los gases residuales de las fábricas de vidrio. Esta solución ayuda a los fabricantes de vidrio a cumplir con las normativas de emisiones industriales sin los requisitos de alta temperatura de los gases de combustión ni las cargas de gestión de catalizadores asociadas a los sistemas tradicionales de desnitrificación SCR.

Desulfuración y desnitrificación integradas en lecho móvil de carbón activado y coque

En un sistema integrado a gran escala de coque activo para la producción de electricidad y la metalurgia, el coque activo —una variante del carbón activo con un rendimiento catalítico mejorado— circula continuamente por reactores de lecho móvil de varias etapas, en los que el SO₂ se adsorbe en la parte inferior y no se genera NO en la parte superior. Esta estructura integral del sistema ofrece una combinación de alta eficiencia en la eliminación de SO₂ y NOₓ con subproductos ácidos, lo que la convierte en una de las técnicas más avanzadas en el campo de la ACCF.

Ventajas de nuestro carbón activo para la eliminación de nitros

Eliminación conjunta integrada de SO₂ y NOₓ en una única instalación de proceso en seco

El carbón activado permite eliminar simultáneamente el NOₓ y el SO₂ de los gases de combustión industriales complejos en un único reactor de lecho móvil, lo que elimina la necesidad de contar con sistemas SCR y de desulfuración húmeda independientes. Esto no solo reduce el espacio total que ocupa la instalación, sino que también permite cumplir con los requisitos normativos relativos a múltiples contaminantes con una inversión de capital considerablemente menor.

Sin fugas de amoniaco, sin envenenamiento del catalizador, sin necesidad de altas temperaturas

A diferencia de los sistemas SCR, el método de control de NOₓ basado en carbón activado funciona sin emisiones de escape de amoníaco. No se ve afectado por el envenenamiento del catalizador inducido por el SO₂ y puede funcionar eficazmente a temperaturas más bajas de los gases de combustión, lo que lo convierte en una solución práctica de desnitrificación para proyectos de modernización en los que la instalación de sistemas SCR se ve limitada por factores técnicos o económicos.

Regeneración térmica: recuperación del rendimiento total y prolongación de la vida útil

La regeneración térmica del carbón activado usado permite recuperar por completo tanto la capacidad de adsorción como la actividad catalítica de reducción de NO, lo que permite un funcionamiento continuo en circuito cerrado con un consumo de carbón de reposición predecible y sin los costes de sustitución periódica del catalizador que encarecen los gastos operativos a largo plazo del sistema SCR.

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