Incluso los hornos modernos de condensación de alta eficiencia producen cantidades significativas de condensación ácida corrosiva y niveles insalubres de óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, hidrocarburos y metano. Estas emisiones suelen expulsarse a la atmósfera y acaban contaminando el suelo, el agua y el aire.

Científicos del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía han desarrollado una tecnología complementaria asequible que elimina más del 99,9% de los gases ácidos y otras emisiones para producir un horno de gas natural ultralimpio. Esta tecnología de reducción de gases ácidos, o AGR, también puede añadirse a otros equipos de gas natural, como calentadores de agua, calderas comerciales y hornos industriales.

Al igual que los convertidores catalíticos ayudan a reducir las emisiones de miles de millones de vehículos en todo el mundo, la nueva tecnología AGR puede eliminar prácticamente los problemáticos gases de efecto invernadero y la condensación ácida producida por los hornos de gas residenciales nuevos y existentes. Un condensado ecológico elimina la necesidad de utilizar materiales de acero inoxidable resistentes a la corrosión para los intercambiadores de calor de los hornos, lo que reduce los costes de fabricación.

Zhiming Gao, investigador de la Dirección de Ciencia y Tecnología Energéticas del ORNL.

Para demostrar la eficacia de la reducción de gases ácidos en un horno, los investigadores fabricaron un catalizador AGR, lo encerraron en una carcasa metálica e instalaron el dispositivo en un horno de condensación de alta eficiencia estándar disponible en el mercado. Los resultados de una prueba de fiabilidad y durabilidad de 400 horas mostraron que el AGR eliminaba casi por completo las emisiones nocivas del flue gas y producía un condensado no ácido con un nivel de pH neutro.

Para examinar el estado interno y la distribución del hollín del AGR después de la prueba sin dañar los canales de flujo de gas del dispositivo, los científicos utilizaron la tomografía computarizada de neutrones en el Reactor de Isótopos de Alto Flujo (HFIR) del ORNL. A diferencia de los rayos X, los neutrones pueden penetrar en la carcasa metálica para grabar imágenes que luego se utilizan para producir representaciones en 2D y 3D del dispositivo utilizado.

Estos conocimientos permitirán mejorar el diseño de los dispositivos AGR para obtener un patrón de flujo de gas más uniforme y autolimpiante. Esto también ayudará a aliviar la acumulación excesiva de hollín para mejorar el rendimiento de los hornos con AGR.

Zhiming Gao

El horno de gas natural de condensación ultralimpia de alta eficiencia de ORNL cuenta con una tecnología complementaria asequible que puede eliminar más del 99,9% de los gases ácidos y otras emisiones. La tecnología también puede añadirse a otros equipos de gas natural, como calentadores de agua, calderas comerciales y hornos industriales.

Las partículas de hollín, que suelen formarse debido a la combustión incompleta de hidrocarburos, contienen una cantidad considerable de hidrógeno. Los neutrones son especialmente buenos para detectar y cartografiar el hidrógeno y otros elementos ligeros.

Las imágenes y mapas de neutrones obtenidos tras la prueba del AGR proporcionaron información detallada sobre el flujo de los gases de combustión a través del AGR, lo que reveló la gran acumulación de partículas de hollín en el centro del catalizador.

Yuxuan Zhang, científico de instrumentos de neutrones del ORNL en el HFIR.

La tecnología AGR permitiría a los fabricantes de hornos utilizar materiales más asequibles que los aceros inoxidables empleados en la mayoría de los intercambiadores de calor. Esta mayor asequibilidad podría permitir a los fabricantes de hornos vender más hornos de alta eficiencia que cumplan las nuevas normas propuestas por California para las emisiones de los hornos residenciales y comerciales.

En la actualidad, los hornos con AGR requieren una regeneración fuera de línea del dispositivo cada tres años aproximadamente en condiciones normales de uso. El propietario o un técnico podría retirar la unidad AGR y llevarla a un lugar de regeneración y reciclaje. Esto sería similar a cómo los consumidores llevan sus depósitos de gas natural vacíos para sus parrillas al aire libre a un distribuidor para cambiarlos por depósitos llenos.

Zhiming Gao

Más información: Add-on device makes home furnaces cleaner, safer and longer-lasting — ScienceDaily

Si te ha gustado este artículo, compártelo con tus amigos en las redes sociales ¡Gracias!