La implementación de estos sistemas cuenta con numerosos beneficios en cuanto a la operación, reducción de costos, mantenimiento y seguridad de los sistemas de combustión, así como a la digitalización de la industria y el avance hacia la Industria 4.0.
El centro de investigación CIRCE y la empresa multinacional Dow Chemical, a través de su filial Ibérica (DCI) han sido las dos entidades españolas que participaron en esta iniciativa durante sus tres años de ejecución. A través de este proyecto, CIRCE y DCI mostraron un compromiso continuo por mejorar la eficiencia de los procesos de combustión en los hornos de craqueo. Al mismo tiempo, se han desarrollado actividades orientadas a la caracterización y reducción de las cada vez más restrictivas emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) sin afectar a la calidad del proceso productivo.
La mejora conseguida en el proceso de combustión se basó en el desarrollo y puesta a punto de una nueva herramienta de diagnóstico de llama, mediante el tratamiento digital de imágenes con demostración en planta. Este diagnóstico permite generar alarmas que apoyan al operario en la detección de diversos tipos de malfunciones, así como en la obtención de modelos predictivos que identifiquen nuevos y mejorados puntos de operación, permitiendo una reducción de consumo de combustible con el consecuente ahorro de costes de hasta 160.000 euros al año.
Además, se llevaron a cabo estrategias de optimización mediante herramientas de simulación avanzada de fluidodinámica computacional (CFD). A largo del proyecto se desarrollaron modelos CFD de los hornos de craqueo (con una potencia de 35 MWt y con 208 quemadores de llama plana) con un triple objetivo.
Por un lado, se han simulado diferentes configuraciones de operación de distribución de quemadores; lo que permitió estudiar cómo homogeneizar la distribución de calor en el horno, evitando puntos calientes que puedan dañarlo y mejorando el control de la temperatura para el craqueo térmico. Por otro lado, se estudiaron diferentes modificaciones en la geometría de la sección convectiva del horno, con el objeto de aumentar la transferencia de calor. Con ello se estimó que existe un potencial de ahorro de combustible entre el 2 y 3% (6000 Tm/año de combustible).
Finalmente, se realizó un estudio de retrofitting del horno para substituir los quemadores actuales por quemadores de baja generación de NOx, lo que permitiría reducir dichas emisiones en un 40%.
El proyecto DISIRE fue financiado por la Comisión Europea en el programa Horizon2020 con 6 millones de euros. Cuenta con la participación de quince empresas, centros de I+D y universidades de seis países, estando coordinado por la Universidad Técnica de Lulea (Suecia).
El proyecto se desarrolló con el aval de la asociación industrial SPIRE, que aglutina a las principales industrias europeas de un gran número de sectores intensivos en consumo energético.
