Sistema de Concentración de Digestato de HRS (DCS) Q&A
Utilizando tecnología patentada, diseñada y fabricada por HRS Heat Exchangers, la DCS es una forma superior y eficiente de concentrar el digestato.
P: ¿Cuál es su producto/tecnología?
El Sistema de Concentración de Digestatos de HRS (DCS) reduce el volumen de digestato, al tiempo que aumenta su contenido de nutrientes, reutilizando el agua del motor CHP y el calor excedente proveniente de otras partes de la planta AD.
P: ¿Cómo funciona?
El DCS utiliza concentración bajo vacío para reducir significativamente los volúmenes de digestato, maximizando al mismo tiempo el contenido en nutrientes.
La primera parte del proceso DCS implica calentar el digestato líquido en los intercambiadores de calor; se requiere un mínimo adicional de agua y energía, ya que el excedente de agua del motor CHP de la planta (que normalmente está disponible a 85°C) se utiliza para el calentamiento. El digestato se bombea a continuación en un separador de ciclones; el flujo de aire de rotación a alta velocidad hace que el vapor ascienda rápidamente y las partículas sólidas caigan al fondo del ciclón, donde pueden ser retiradas.
El vapor generado en este primer ciclo (usualmente disponible a 70°C) es utilizado como medio de calentamiento para el segundo efecto, repitiéndose el proceso. El vapor subsiguiente (normalmente disponible a 60°C) se utiliza como medio de calentamiento para el tercer ciclo – el número de efectos se determina por el nivel de sólidos secos requeridos y la cantidad de calor excedente disponible, hasta un máximo de cuatro ciclos. Después del efecto final, el vapor se condensa nuevamente en agua, que puede entonces desplazar el agua de la red utilizada en el extremo delantero del digestor; es un sistema de bucle completamente cerrado. El DCS es prácticamente autosuficiente: requiere un mínimo de energía o agua, no se desperdicia nada y el excedente de energía del CHP se reutiliza hasta cuatro veces.
P: ¿En qué tipo de instalaciones se puede usar?
En cualquier planta AD que produzca un digestato líquido y que contenga sólidos. Es particularmente adecuado para sitios con almacenamiento limitado de digestato o plantas en granjas que buscan maximizar los nutrientes proporcionados por el fertilizante procedente del digestato.
P: ¿Por qué este sistema es diferente, comparado con otros existentes en el mercado?
A diferencia de los secadores de digestato convencionales, que requieren mucho calor, el DCS es extremadamente eficiente en términos de concentración de digestato. El calor de la central de cogeneración de biogás se recupera y se reutiliza hasta un máximo de cuatro ciclos, lo que da un alto nivel de agua utilizada por kW. El DCS puede adaptarse a cualquier planta. Las características incluyen:
- El uso de exceso de calor del motor de cogeneración -y la reutilización de este calor inicial durante todo el proceso-, que es hasta cuatro veces más eficiente energéticamente que los secadores de digestato convencionales, lo que permite al DCS tratar una gran cantidad de digestato, reduciendo el efecto sobre el flujo del proceso y ayudando a mantener el rendimiento general de la planta;
- El uso combinado de intercambiadores de calor tubulares corrugados HRS y de los intercambiadores de calor Unicus, patentados por HRS. El agua que transporta la energía calorífica reciclada del motor CHP fluye por el el espacio entre los tubos interior y exterior. Esto no sólo genera una transferencia térmica más eficiente, sino que también ayuda a reducir el ensuciamiento y las necesidades de mantenimiento, al tiempo que reduce la huella global del sistema en un 30% de promedio, en comparación con el uso de intercambiadores de calor de tubos lisos;
- Un sistema de limpieza integrado CIP, que mantiene la eficiencia del concentrador;
- El uso de intercambiadores de calor no soldados, que facilitan su inspección, limpieza y sustitución cuando sea necesario;
- Dosificación ácida del digestato con ácido sulfúrico, para evitar la liberación de amoníaco causada por altas temperaturas asociadas con la concentración. Esto disminuye los niveles de pH y convierte el amoníaco en sulfato de amonio, disminuyendo los olores y maximizando el contenido de nutrientes (el sulfato de amonio es un biofertilizante ideal).
P: ¿De qué modo el sistema DCS optimiza la eficiencia del proceso AD?
- Eliminando hasta en un 80% el volumen de líquido del digestato para producir un producto que contenga hasta un 20% de sólidos secos, mediante el uso del intercambiador de calor Unicus patentado. Esto hace que el digestato sea más fácil y económico de manipular, almacenar, transportar y aplicar al terreno (los requisitos de almacenamiento y transporte pueden reducirse a la mitad);
- Incrementando la concentración de nutrientes del digestato;
- Usando el calor excedente del motor CHP, hasta un máximo de cuatro veces;
- Reutilizando el agua retirada del digestato para desplazar el agua de la red utilizada en el inicio de la planta AD, creando así un sistema de bucle completamente cerrado;
- Reduciendo los olores y maximizando el contenido de nutrientes, convirtiendo el amoníaco en sulfato de amonio;
- Generando una alternativa energéticamente eficiente frente a los secadores de digestato convencionales, que utilizan mucha energía y no concentran el líquido del digestato a los mismos niveles que el DCS;
- Enabling plant operators to increase their profit margins by claiming RHI for using their heat within the DCS; • Posibilitando a los operadores de la planta aumentar su margen operativo.
- Diseñando un sistema completamente a medida -como un sistema plug & play-, totalmente automatizado; el DCS es completamente flexible y puede adaptarse a cada planta de AD.
P: ¿En qué empresas se han instalado este sistema?
En Willen Biogas, (Middlesex, Reino Unido) y en Kernal Export, en España
P: ¿Cuál es el coste aproximado del sistema?
El coste depende de varios factores, como el número de efectos de concentración instalados y otras opciones, pero como una guía, podría estar entre los 250.000€ y 1 millón de euros, dependiendo de la capacidad.
P: ¿Cuáles son los ahorros que genera el proceso (por ejemplo, en tiempo y dinero)?
Como ejemplo, una planta de 1,5 MW provoca una reducción del 60% en los volúmenes del digestato almacenado, un ahorro de 20.000€/año en costes de agua y una sustitución de aproximadamente unas 1.100 t/año de fertilizante artificial.
P: ¿Qué hay del mantenimiento? (por ejemplo, si se puede hacer por la propia empresa o es necesario hacerlo externamente y con qué frecuencia y cuánto tiempo se necesita y si implica algún tiempo de inactividad).
El uso de intercambiadores de calor tubulares corrugados minimiza los requisitos de mantenimiento. La limpieza se realiza mediante el sistema de limpieza en el lugar (CIP) integrado y los intercambiadores de calor no soldados permiten inspeccionar y limpiar la unidad fácilmente.
P: ¿Cuál es su vida útil?
El equipo está diseñado para una vida útil de 20 años.
P: ¿Cuál es el riesgo de que el equipo se quede obsoleto? (por ejemplo, porque la legislación sobre residuos cambia constantemente)
El equipo es fácil de actualizar y mantener, siempre y cuando los beneficios obtenidos por su eficiencia justifiquen su uso durante toda la vida útil de la planta.
P: ¿Alguna aplicación futura?; ¿planea aplicar la tecnología a otros procesos?; ¿cómo encaja el equipo con los planes futuros de la empresa?
Estamos investigando nuevas aplicaciones donde el contenido sólido de las materias necesite ser incrementado y el calor excedente del proceso esté disponible.
P: ¿Cuántas plantas ha vendido hasta ahora?
Actualmente hay tres plantas funcionando y estamos en negociaciones con otros clientes potenciales.