Intercambiadores de calor para transformar el biogás de vertedero en energía

Hace unos 40 años, LMS fue pionera en Australia en la transformación del biogás procedente de vertederos en energía, y ahora opera 60 plantas de biogás, generando más de 550.000 MW y disminuyendo en más de 4 millones de toneladas de CO2, lo que convierte a la compañía en el mayor reductor de emisiones de Australia.

La empresa captura gas metano potencialmente dañino, que se genera en el vertedero a medida que el contenido se descompone, y lo quema en generadores y así producir electricidad. Para permitir que el gas se queme, el contenido de agua debe reducirse de una humedad relativa del 100% totalmente saturada a alrededor del 80%. En el pasado, LMS construyó sus propios módulos de generación, con tratamiento de gas y deshumidificación incluidos.

"En 2018 incorporamos los grupos electrógenos en contenedores de Jenbacher, pero no había espacio suficiente para tratar el gas", explica Michael Lee, ingeniero mecánico senior de LMS. "La solución fue crear un módulo de suministro de gas que contuviera un soplante, un intercambiador de calor (para condensar el agua) y un tanque para eliminar el condensado". Después de leer un artículo de HRS y realizar más investigaciones, LMS le pidió cotización a HRS Heat Exchangers para el suministro de unidades idénticas de eliminación de humedad de biogás (deshumidificador).

Para los ingenieros de HRS, la Serie K de intercambiadores de calor de camisa y tubo en acero inoxidable era ideal para solucionar el problema, ya que la tecnología de tubos corrugados de HRS aumentaría la transferencia térmica y la eficiencia en comparación con los diseños de tubos lisos estándar. Durante el largo proceso de diseño y aprobación, HRS llevó a cabo una serie de revisiones hasta lograr un diseño óptimo, que cumpliera con las estrictas limitaciones de dimensión y espacio, manteniendo al mismo tiempo velocidades y coeficientes de transferencia de calor, que en realidad eran más altos que los especificados.

Las dos primeras unidades fueron instaladas y puestas en marcha y rápidamente demostraron su rendimiento y fiabilidad. Tras el éxito de estas unidades, HRS ha suministrado otros diez intercambiadores de calor de la Serie K a LMS, y el más reciente ha sido incorporado a un módulo de suministro de gas para su instalación in situ a finales de este año.

"Tenemos deshumidificadores de intercambiadores de calor HRS en ocho de nuestras instalaciones", continúa Michael. "El biogás sale del vertedero entre 30 y 35°C y tras pasar por el intercambiador de calor, la temperatura oscila entre 9 y 10°C. Esto condensa el agua, que luego es eliminada por el depósito de eliminación de condensado. Un soplante de desplazamiento positivo eleva la temperatura y la presión del gas y lo envía al grupo electrógeno.

"Además de obtener un biogás válido para el grupo electrógeno, la reducción de la humedad también ayuda a prolongar el mantenimiento del motor y la vida útil de los componentes, extiende los programas de cambio de aceite y, en general, ayuda con el mantenimiento".

"La deshumidificación del biogás no solo aumenta la esperanza de vida de los motores de cogeneración y las bombas de aceite, sino que también elimina la formación de condensado en el gaseoducto, lo que aumenta el tiempo de producción de cogeneración, al eliminar la posible obstrucción y bloqueo en el flujo de gas", explica Ella Taghavi, ingeniera técnica de ventas de HRS.

Michael ve muy positiva la colaboración entre LMS y HRS, que ha incluido soporte y mantenimiento, cuando se ha requerido, así como la verificación del diseño de las unidades que ya están en funcionamiento y la asistencia para obtener el registro de la planta segura para el trabajo. "Hemos encontrado un trato fácil con HRS y la comunicación siempre ha sido muy profesional", dice. "Sus diseños han sido de muy alta calidad y nunca hemos tenido ningún problema con la instalación de los intercambiadores de calor en los módulos de suministro de gas".