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Soluzioni per la combustione a idrogeno e ammoniaca

APPARECCHIATURE PER LA DECARBONIZZAZIONE ALL'AVANGUARDIA DEL SETTORE

Aprire la strada alla decarbonizzazione

Per garantire una combustione ottimale dei combustibili a basse o zero emissioni di carbonio non basta limitarsi a cambiare la fonte di approvvigionamento. Sia l’idrogeno che l’ammoniaca comportano aspetti specifici da considerare in termini di caratteristiche della fiamma, emissioni, progettazione delle apparecchiature, monitoraggio e controllo della combustione.

Zeeco unisce decenni di esperienza nel campo della combustione a una tecnologia innovativa dei bruciatori, a test avanzati, alla modellizzazione, ai sistemi di controllo e alla competenza sul campo, per aiutare i clienti a valutare e implementare la soluzione di decarbonizzazione più adatta alle loro attività.

Dagli interventi di adeguamento dei bruciatori alle nuove installazioni, dalle fiamme pilota ai sistemi di monitoraggio e controllo, Zeeco offre soluzioni complete per la combustione, pensate per il panorama energetico in continua evoluzione.

Vantaggi e sfide

L'idrogeno e l'ammoniaca offrono prospettive promettenti per la riduzione delle emissioni di carbonio derivanti dalla combustione industriale. Tuttavia, ciascun combustibile presenta caratteristiche specifiche che possono influire sulle prestazioni di combustione, sulle emissioni, sulla progettazione delle apparecchiature e sul funzionamento. Comprendere queste differenze è un passo importante per individuare la strategia di decarbonizzazione più adatta alla propria applicazione.

Idrogeno

Vantaggi:

Emissioni di carbonio pari a zero durante la combustione di idrogeno al 100%_₂
Può essere bruciato in concentrazioni elevate o miscelato con combustibili convenzionali
Spesso basta meno combustibile per raggiungere la temperatura di riscaldamento desiderata

Sfide:

Compatibilità nella progettazione dei bruciatori
Effetti sulle prestazioni della caldaia
Aggiornamento della strumentazione e dei sistemi di controllo
È possibile che si verifichi un aumento delle emissioni_{di NOx}

Ammoniaca

Vantaggi:

Combustibile privo di carbonio nel punto di combustione
Maggiore densità energetica e maggiore trasportabilità rispetto all’idrogeno
Le infrastrutture di trasporto, gli standard e le prassi operative esistenti possono favorire l'adozione in determinati mercati

Sfide:

Velocità di combustione inferiore e intervallo di infiammabilità più ristretto rispetto ai combustibili convenzionali
La stabilità della fiamma e la combustione completa richiedono un'attenta valutazione
L'azoto legato ai combustibili può contribuire alla formazione di NOx
La progettazione del bruciatore e le condizioni operative devono tenere conto delle perdite di ammoniaca e di altri aspetti relativi alle emissioni

Verso la decarbonizzazione

Il passaggio all’alimentazione a idrogeno o ammoniaca richiede una valutazione delle modalità di interazione del nuovo combustibile con l’intero sistema di combustione. La progettazione dei bruciatori, le apparecchiature esistenti, l’erogazione del combustibile, l’accensione, il monitoraggio della fiamma, i sistemi di controllo, i requisiti in materia di emissioni e le condizioni operative possono tutti influire sulla scelta della soluzione più adeguata.

Zeeco collabora con i clienti per valutare le attrezzature esistenti e i requisiti operativi, al fine di individuare le modifiche appropriate o le nuove attrezzature necessarie a sostenere i loro obiettivi di decarbonizzazione.

ZEECO GLSF FREE JET®

Il design compatibile con diversi tipi di combustibile supporta l'ammoniaca, l'idrogeno, il gas naturale e le miscele di combustibili
Fiamma stabile dimostrata con composizioni di combustibile ad alto contenuto di ammoniaca
Il design a combustibile a fasi favorisce la riduzione_{delle emissioni di NOx durante}la combustione di miscele a base di ammoniaca
Sviluppato per applicazioni di riscaldamento industriale e generazione di vapore
Sulla base di approfonditi test di combustione e di modellazione CFD

Progressi nella tecnologia dei bruciatori

I recenti progressi nella tecnologia dei bruciatori a idrogeno consentono una combustione sicura e stabile con emissioni_{di NOx estremamente basse}, pur utilizzando fino al 100% di idrogeno. Sviluppato grazie alla collaborazione tra Zeeco ExxonMobil, questo bruciatore di nuova generazione supera le caratteristiche specifiche della fiamma dell’idrogeno e favorisce la decarbonizzazione industriale nei settori della raffinazione, della petrolchimica e dell’energia.

Predisposto per l'idrogeno

Le soluzioni di combustione compatibili con l'idrogeno devono tenere conto delle caratteristiche uniche della fiamma dell'idrogeno, garantendo al contempo un funzionamento sicuro e stabile. I bruciatori, le tecnologie di retrofit, le fiamme pilota e i sensori di fiamma Zeecosono progettati per consentire portate di combustione a idrogeno più elevate con basse_{emissioni di NOx}, favorendo una transizione conforme alla combustione a idrogeno nelle applicazioni di raffinazione e petrolchimiche.

Sviluppo di bruciatori industriali ad ammoniaca: prove di combustione, modellizzazione e percorso verso la realizzazione del prototipo

Basandosi su precedenti ricerche sulla combustione dell’ammoniaca, questo articolo analizza l’ulteriore sviluppo del bruciatore “ ZEECO ”FREE JET attraverso prove di tiraggio forzato, modellazione CFD avanzata e valutazione di miscele di combustibile a base di ammoniaca e idrogeno. I risultati dimostrano i continui progressi compiuti verso una soluzione di combustione a ammoniaca pronta per il mercato, destinata ad applicazioni industriali di riscaldamento e produzione di vapore.

Bruciatori a idrogeno

Forte del comprovato successo ottenuto nell’aiutare le centrali elettriche a passare dal carbone al gas e dal petrolio al gas, Zeeco nella posizione ideale per sostenere il prossimo passo nell’evoluzione dei combustibili: la combustione a idrogeno. Grazie alla sua vasta esperienza nella progettazione di bruciatori, negli interventi di adeguamento, nei sistemi di controllo e nella sicurezza della combustione, Zeeco ai produttori di energia di adottare i combustibili a idrogeno attraverso una transizione graduale e senza intoppi, che garantisce affidabilità, prestazioni e conformità alle normative. Questo approccio collaudato aiuta le centrali elettriche a decarbonizzarsi con fiducia, sfruttando al contempo le infrastrutture esistenti ove possibile.

Sistemi di accensione compatibili con l'idrogeno: i sistemiZeeco e le fiamme pilotaZeeco possono essere configurati per il funzionamento a idrogeno, riducendo o eliminando la necessità di gas combustibili aggiuntivi e apparecchiature ausiliarie.
Moduli di alimentazione e sistemi di gestione del combustibile:Zeeco definire le specifiche, progettare e fornire moduli di alimentazione a idrogeno e sistemi di gestione del combustibile progettati per garantire un'erogazione sicura e controllata dell'idrogeno al bruciatore.
Integrazione completa dei sistemi di controllo per l'idrogeno:Zeeco sistemi di controllo completi per gestire l'immissione, la miscelazione e la combustione dell'idrogeno in coordinamento con bruciatori, accenditori e sistemi di sicurezza.

ZEECO Scanner di fiamma

ZEECO ProFlame™

ProFlame ZEECO ProFlame è uno dei pochi scanner di fiamma presenti sul mercato in grado di rilevare in modo affidabile le fiamme durante la combustione di combustibili ad alto contenuto di idrogeno. Gli scanner di fiamma convenzionali sono configurati per rilevare la radiazione di combustione negli spettri UV, visibile e IR, fornendo un ampio intervallo spettrale durante la combustione di vari combustibili gassosi e liquidi. Tuttavia, durante la combustione di combustibili ad alto contenuto di idrogeno, l’assenza di carbonio restringe significativamente l’intervallo spettrale e lo sposta verso l’UV. Ciò comporta un indebolimento dei segnali di picco della fiamma, causando falsi allarmi negli scanner convenzionali. Poiché il ProFlame esclusivamente lo spettro UV per rilevare le fiamme, l’assenza di carbonio non influisce sulla sua capacità di rilevare la radiazione di combustione proveniente dal bruciatore di riferimento.

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