Nippon Sanso: 【Taiyo Nippon Sanso】Desarrollo del hidrógeno

28 de agosto de 2023

Desarrollo de quemadores de hidrógeno-oxígeno para hornos industriales

Las tecnologías de combustión de oxígeno y combustible sin carbono contribuyen a la reducción del CO2

Emisiones en hornos industriales

Taiyo Nippon Sanso Corporation (Presidente: Kenji Nagata; en adelante "TNSC"), una empresa japonesa de gas industrial del grupo Nippon Sanso Holdings, ha desarrollado un quemador de hidrógeno y oxígeno alimentado con gas hidrógeno para hornos industriales. El desarrollo permite que la serie de quemadores de oxígeno de TNSC (SCOPE-JETⓇ, Innova-JetⓇ e Innova-JetⓇSwing) utilice hidrógeno como combustible. La combustión con gas hidrógeno produce cero dióxido de carbono (CO2) porque el combustible no contiene carbono. Al implementar esta tecnología, TNSC contribuirá a la implementación social de la energía del hidrógeno y a la reducción de las emisiones de CO2 en el campo de los hornos industriales.

1. Antecedentes del desarrollo de productos

En Japón se emiten anualmente alrededor de 1,12 mil millones de toneladas métricas de CO2, el 35% de las cuales proviene del sector industrial. Muchos hornos industriales emiten CO2. Se estima que el número de hornos industriales en Japón es de unos 37.000, y para lograr el objetivo del gobierno de neutralidad de carbono para 2050; estas instalaciones necesitan tomar medidas para reducir las emisiones de CO2.

TNSC se centra en el amoníaco como combustible libre de carbono y desde 2014 desarrolla un quemador de amoníaco y oxígeno. El hidrógeno atrae la atención como combustible libre de carbono para hornos industriales junto con el amoníaco. TNSC ha estado desarrollando un quemador de hidrógeno y oxígeno desde el año fiscal 2021 para ofrecer a los clientes varias opciones para reducir las emisiones de CO2 en el campo de los hornos industriales.

2. Descripción del desarrollo y características del quemador de lanza de oxígeno de alta velocidad SCOPE-JETⓇ

SCOPE-JETⓇ es un quemador de lanza que forma un chorro de oxígeno supersónico y es una tecnología de ahorro de energía para hornos de arco eléctrico ("EAF") para fundir chatarra de hierro. A diferencia de los quemadores auxiliares convencionales, SCOPE-

JETⓇ funciona en el proceso de fabricación de acero como un quemador de oxígeno que ayuda a que los desechos se derritan más rápido durante la "etapa de fusión" inmediatamente después de que los desechos de hierro se introducen en el EAF y como una lanza de oxígeno durante la "etapa de refinamiento" después de que los desechos se derriten. Estas características contribuyen significativamente a la mejora de la productividad y la reducción de la intensidad energética en el proceso de fabricación de acero EAF.

La combustión de hidrógeno con SCOPE-JETⓇ produce altas temperaturas de llama y altas velocidades de combustión, lo que provoca altas temperaturas cerca del quemador y requiere medidas para reducir la carga de calor en el quemador. La aplicación de la estructura única de la boquilla del TNSC permite una combustión estable y adquiere características de chorro equivalentes a las de los combustibles de gas natural.

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[Modo lanza]

Gas natural 80 Nm3/h

Oxígeno 800 Nm3/h

[Modo lanza]

Hidrógeno 400 Nm3/h

Oxígeno 800 Nm3/h

[Modo quemador]

Hidrógeno 500 Nm3/h Oxígeno 800 Nm3/h

Fig.1 Llamas de combustión SCOPE-JETⓇ

Quemador enriquecido con oxígeno de NOx ultra bajo Innova-JetⓇ

Innova-JetⓇ es una tecnología de ahorro de energía para hornos de calentamiento y hornos de fusión y contribuye en gran medida a la disminución de la intensidad energética al reducir significativamente la pérdida de calor debido a los gases de escape. Cuando se adopta una combustión enriquecida con oxígeno en los hornos de calefacción, es necesario controlar una gran cantidad de NOx generado. La estructura única de la boquilla del TNSC y la combustión en múltiples etapas reducen significativamente las emisiones de NOx, y el quemador se ha aplicado a varios hornos industriales.

La combustión de hidrógeno con Innova-JetⓇ produce una temperatura de llama alta, lo que requiere medidas adicionales de control de NOx. La mejora del concepto de boquilla convencional para que sea óptima para el hidrógeno reduce las emisiones de NOx a un nivel que puede utilizarse en hornos industriales y adquiere características de transferencia de calor equivalentes a las de los quemadores de gas natural. Actualmente, TNSC está realizando pruebas de evaluación de Innova-JetⓇ en hornos reales en Europa.

[combustible 100% gas natural] Gas natural 107 Nm3/h Oxígeno 253 Nm3/h

[20% hidrógeno, 80% gas natural]

Gas natural 86 Nm3/h Hidrógeno 80 Nm3/h Oxígeno 244 Nm3/h

[50% hidrógeno, 50% gas natural]

Gas natural 53 Nm3/h Hidrógeno 200 Nm3/h Oxígeno 232 Nm3/h

Fig. 2 Llamas de combustión Innova-JetⓇ

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Quemador oscilante autoinducido enriquecido con oxígeno Innova-JetⓇ Swing

Innova-JetⓇ Swing es una tecnología de ahorro de energía para hornos de calentamiento y hornos de fusión de alta temperatura. Reduce significativamente la pérdida de calor debido a los gases de escape y proporciona un calentamiento uniforme en un área amplia al mover las llamas hacia la izquierda y hacia la derecha utilizando el fenómeno de oscilación autoinducida para hornos con un fondo de horno poco profundo.

La combustión de hidrógeno con Innova-JetⓇ Swing permite una combustión estable al mejorar la tecnología de autoenfriamiento que utiliza gas oxidante para que sea óptimo que el hidrógeno reduzca la carga de calor en el quemador.

[100% gas natural]

Gas natural 35 Nm3/h

Oxígeno 50 Nm3/h

Aire 160 Nm3/h

[50% hidrógeno, 50% gas natural]

Gas natural 17,5 Nm3/h

Hidrógeno 65 Nm3/h

Oxígeno 50 Nm3/h

Aire 160 Nm3/h

[100% hidrógeno]

Hidrógeno 130 Nm3/h

Oxígeno 50 Nm3/h

Aire 160 Nm3/h

Fig. 3 Llamas de combustión oscilantes Innova-JetⓇ

3. Desarrollos futuros

Basándose en la tecnología de combustión de hidrógeno-oxígeno que se ha desarrollado, TNSC desarrollará y diseñará continuamente quemadores óptimos para varios hornos industriales para satisfacer una amplia gama de necesidades de los clientes y propondrá introducir estas soluciones en sus hornos. Mediante el uso de esta tecnología, la compañía buscará implementar la energía del hidrógeno en la sociedad y reducir las emisiones de CO2.

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[Descripción general de la empresa]

Corporación Taiyo Nippon Sanso

Descripción del negocio:

Fabricación y comercialización de diversos gases industriales como oxígeno, nitrógeno, argón,

Gas LP, gas para usos médicos y gases especiales, fabricación y venta de

Equipos y materiales de soldadura, dispositivos relacionados con el gas y separación de aire.

equipos, montaje, procesamiento, inspección de componentes eléctricos y

mantenimiento de equipo

Establecido:

30 de octubre de 1910

Incorporado:

4 de febrero de 2020

Capital:

1,5 mil millones de yenes

Accionista:

Nippon Sanso Holdings Corporation (Ratio de inversión: 100%)

Ganancia:

420,4 mil millones de yenes*

*Nota: Esta cifra muestra los ingresos de Japón para Nippon Sanso Holdings.

Corporación en el año fiscal 2023

Corporación Taiyo Nippon Sanso

[email protected]

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Archivos adjuntos

Descargo de responsabilidad

Corporación Nippon Sanso Holdingspublicó este contenido en28 agosto 2023 y es el único responsable de la información contenida en el mismo. Distribuido por Público, sin editar ni alterar, en28 de agosto de 2023 06:44:06 UTC.