Problemas de combustión en un generador de vapor
Los problemas de ensuciamiento, corrosión y contaminación en una caldera durante la generación de vapor de calidad significan un serio y costoso problema. En forma general y para su estudio se han dividido en la siguiente forma:
- Problemas en zona de alta temperatura
- Problemas en zona de baja temperatura
- Problemas de emisiones atmosféricas
Problemas en zona de alta temperatura en generadores de vapor
La corrosión y el ensuciamiento en la región de alta temperatura es consecuencia de los depósitos formados a partir de las impurezas metálicas provenientes del combustible. Estos depósitos son compuestos cuyos puntos de fusión se encuentran próximos a la temperatura del metal de los tubos del generador de vapor.
La composición química de los depósitos es sumamente variada y depende principalmente de la calidad del combustible que se utilice.
Los depósitos extraídos de la zona de alta temperatura están constituidos básicamente de:
Vanadio, azufre, sodio, níquel y fierro.
Durante la combustión el vanadio, cualquier que sea su estado de oxidación, reacciona con el oxígeno y forma óxidos de vanadio. Uno de los compuestos formados es el pentóxido de vanadio (V2O5), cuyo punto de fusión es de 667 grados centígrados. Posteriormente el pentóxido de vanadio se combina con compuestos de sodio, níquel y fierro formados en la combustión para originar compuestos “orto, meta y para” vanadatos de sodio, níquel y fierro de bajos puntos de fusión.
Estos compuestos son los principales causantes de la corrosión. Así también por contener pentóxido de vanadio contribuirán a la formación de SO3 por conversión catalítica.
Problemas en zona de baja temperatura en generadores de vapor
El SO2, SO3, vapor de agua y partículas carbonosas son los principales responsables de la corrosión y ensuciamiento de las canastas de los precalentadores de aire regenerativo.
Durante el proceso de combustión el azufre del combustible es oxidad a SO2 y posteriormente un pequeña fracción se oxida hasta SO3.
El SO3, al combinarse con el vapor de agua de los gases de combustión forma ácido sulfúrico, el cual condensará sobre las superficies metálicas de la zona fría que alcancen la temperatura de punto de rocío o punto de condensación del ácido sulfúrico.
Los mecanismos principales de oxidación de SO2 a SO3 son:
- Oxidación homogénea. Se lleva a cabo en la fase inicial de producción de los gases de combustión (flamas de quemadores), en la cual la oxidación del SO2 a SO3 es debida al oxígeno presente.
- Oxidación heterogénea. Se lleva a cabo mediante la participación de compuestos complejos de vanadio catalíticamente activos. Estos compuestos se encuentran depositados en la superficie de tubos de alta temperatura y convierten el SO2 en SO3.
Problemas de emisiones atmosféricas de generadores de vapor
Estos problemas se presentan al tener concentraciones altas en el flujo de gases de combustión de:
• Partículas no quemadas acídicas
• Monóxido de carbono
• Óxidos de nitrógeno
• Óxidos de azufre y otros
Que afectan directamente al medio ambiente.
Entre los problemas más graves que se originan por las emisiones fuera de la Norma de tales productos está la lluvia ácida.
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