La importancia de la regeneración térmica | RETEMA

Regeneración de calor: una solución sostenible para la eficiencia energética

Introducción

La mayoría de los procesos industriales necesitan energía, pero solo una parte de ese consumo energético se utiliza para cada proceso, como la pasteurización o la evaporación. La energía no utilizada se desperdicia, pero mediante el uso de intercambiadores de calor, es posible recuperar la mayor parte de dicha energía a través de la regeneración de calor residual.

La regeneración (o recuperación) de calor es el proceso mediante el cual el calor de un proceso que, de otro modo, se perdería o desperdiciaría, se recupera y se utiliza para calentar. La regeneración de calor no debe confundirse con los “intercambiadores de calor regenerativos”, que son un tipo específico de intercambiador de calor en el que los fluidos del producto y del servicio fluyen alternativamente y el calor se almacena en la estructura del intercambiador.

Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante
• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
• ODS 12: Producción y consumo responsables
• ODS 13: Acción por el clima

Beneficios de la regeneración térmica

La recuperación de calor mejora la eficiencia energética de los procesos de intercambio térmico, por lo que el mayor y más obvio beneficio de la regeneración de calor (recuperación) es que se demanda menos energía para un determinado proceso de calentamiento o refrigeración, lo que proporciona beneficios financieros, pero también es mejor para el medio ambiente, en comparación con los sistemas sin recuperación energética.

La reutilización del calor recuperado también reduce la cantidad de calor necesario para para ciertos procesos. Por ejemplo, si un material se precalienta con calor recuperado, se puede completar el calentamiento necesario (pasteurización) utilizando agua caliente de otra fuente o parte de la fábrica, en lugar de instalar una caldera exclusivamente para proporcionar el aumento de temperatura necesario.

Al aumentar la eficiencia energética del proceso de transferencia térmica, la recuperación de calor también permitir reducir el tamaño del equipo y el tiempo de procesamiento necesarios.

El proceso de la recuperación de calor

Un ejemplo lo podemos encontrar en los procesos de pasteurización de alimentos, donde los productos como las cremas deben calentarse a la temperatura necesaria para lograr la pasteurización y luego enfriarse rápidamente para mantener la vida útil y la calidad. Dichos sistemas implican el uso de dos intercambiadores de calor: uno usa agua caliente para elevar la temperatura, mientras que el segundo usa agua fría para enfriar la crema nuevamente. El proceso de enfriamiento produce agua tibia que puede desecharse, enfriarse para reutilizarse o enfriarse utilizando parte del calor contenido para precalentar la crema antes del proceso de pasteurización. Esta última opción aplica la recuperación de calor o la regeneración de calor, lo que reduce la cantidad de nueva energía requerida para las siguientes primeras fases de calentamiento.

Como otro ejemplo, muchas plantas de biogás utilizan intercambiadores de calor para pasteurizar el digestato producido durante el proceso de digestión anaeróbica (AD). El calor “excedente” que se genera después de que el sistema ha estado funcionando también se puede usar para precalentar el digestato, lo que reduce la carga de calor total y mejora la eficiencia general.

La recuperación de calor también se puede utilizar en aplicaciones gaseosas. Ya sea utilizando el calor de los gases de combustión procedentes de un motor de cogeneración (CHP) para precalentar el digestato, o un gran intercambiador de calor de gas a gas para capturar el calor residual del procesamiento químico, por lo que se puede aprovechar el calor presente en productos gaseosos o corrientes residuales.

Quizás el uso más común de la regeneración de calor se vea en los sistemas de evaporación de múltiples efectos, donde se combinan una serie de intercambiadores de calor, por ejemplo, en el Sistema de Concentración de Digestato HRS DCS. La primera etapa de evaporación calienta el digestato líquido y utiliza un separador ciclónico; el vapor producido en este primer ciclo (disponible a 70˚C) se usa posteriormente como medio de calentamiento para el segundo efecto, por lo que se repite el proceso. El vapor subsiguiente (disponible a unos 60˚C) se aplica después como medio de calentamiento para el tercer ciclo.

El número de efectos está determinado por el nivel de sólidos secos requerido y la cantidad de calor excedente disponible, hasta un máximo de cuatro ciclos. Tras la etapa final, el vapor se vuelve a condensar en agua y este calor se usa para precalentar el producto entrante antes de la primera etapa de evaporación. En total, el calor se regenera hasta cuatro veces en el proceso.

Otras consideraciones

Para determinar el valor potencial del calor residual y, por lo tanto, determinar para qué se puede utilizar, es necesario conocer una serie de parámetros sobre la temperatura del proceso, el producto y el medio de calentamiento (o refrigeración) que se utiliza, y el rendimiento del proceso de intercambio térmico, en términos de área de transferencia de calor y caudal. Por lo tanto, es importante considerar la

1. Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) abordados en el artículo:

• Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
• Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructura
• Objetivo 12: Producción y consumo responsables
• Objetivo 13: Acción por el clima

2. Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo:

• Meta 7.2: Aumentar la eficiencia energética en la industria
• Meta 9.4: Mejorar la eficiencia de los recursos en la producción y reducir los residuos
• Meta 12.4: Lograr la gestión ambientalmente racional de los productos químicos y todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida
• Meta 13.2: Integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planes nacionales

3. Indicadores de los ODS mencionados en el artículo:

• Indicador 7.2.1: Consumo de energía primaria per cápita
• Indicador 9.4.1: Huella ecológica y material por unidad de valor agregado bruto
• Indicador 12.4.1: Número de empresas que informan sobre la gestión ambientalmente racional de los productos químicos y todos los desechos a lo largo de su ciclo de vida
• Indicador 13.2.1: Integración de medidas de cambio climático en políticas, estrategias y planes nacionales

4. Tabla de ODS, metas e indicadores:

¡Atención! Este espléndido artículo nace de la fuente del conocimiento, moldeado por una maravillosa tecnología patentada de inteligencia artificial que profundizó en un vasto océano de datos, iluminando el camino hacia los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Recuerda que todos los derechos están reservados por SDG Investors LLC, lo que nos permite defender el progreso juntos.

Fuente: retema.es

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