Caso Kelsen: Recuperación de calor en industria refractaria

En Sener desarrollamos un plan de recuperación de calor para la planta productiva de Kelsen

A comienzos de 2023, Kelsen (Calcinor), una empresa dedicada a la fabricación de ladrillos refractarios con sede en Gipuzkoa, nos contactó para afrontar sus retos en materia de sostenibilidad, transición energética y descarbonización.

Como resultado de nuestro análisis, planteamos la recuperación térmica del calor de su horno de cocido, para desplazar parte de su consumo de gas natural y generar energía eléctrica para autoconsumo.

Contexto

Kelsen aprovecha un horno de gas natural de cocido para los ladrillos, que trabaja a una temperatura de calentamiento de hasta 1.500ºC. Este horno funciona en base a quemadores regenerativos que recuperan parte del calor de los gases de escape. No obstante, hay un potencial térmico adicional en dichos gases de escape, que salen a una temperatura superior a 500ºC (entre 500 y 650ºC). Estos gases se diluyen con aire ambiente y se evacúan por chimenea a una temperatura que está entre 200 y 215ºC.

Tras analizar el funcionamiento del proceso productivo, diseñamos un proyecto que consiste en recuperar el calor de estos gases antes de diluirlos con aire ambiente y de reducir su temperatura, para aprovecharlos y calentar con ellos aceite térmico hasta una temperatura de 190ºC. La potencia térmica del recuperador será de 1.845 kWt.

Objetivos

Recuperar el calor de gases de escape de un horno de gas natural

y aprovecharlo para calentar aceite térmico a 190ºC con una potencia térmica del recuperador de 1845 kWt.

Aprovechar el aceite térmico

para mantener calientes los depósitos de aditivos, calentar el aire del horno de secado de parafina y regenerar silica-gel del secador de aire.

Plan de acción

Ahorro energético

Desde Sener planteamos la ventaja de aprovechar el calor de los gases de escape y reducir el uso de la caldera de gas natural, excepto el periodo de parada del horno que se realiza durante 3 semanas al año y para lo que se utilizaría de back-up, para cubrir la demanda de aceite térmico del proceso.

Segunda fase del proyecto: Instalación de ORC para generación eléctrica

Dado que la potencia térmica del recuperador de calor es muy superior a la demanda térmica de proceso, se prevé una segunda fase para la instalación de un ORC (Organic Rankine Cicle), que permita generar electricidad a partir del fluido térmico generado en el recuperador

Ventajas

Recuperación de calor

1.845 kWt de potencia térmica del recuperador estimados.

Ahorro energético esperado

2,5 GWh/año en consumo de gas natural.

Generación eléctrica

152 kWe netos de potencia eléctrica y una generación estimada de 1.194.000 kWhe/año para autoconsumo.

Ahorro de emisiones de gas

451,3 tCO2/año.

Ahorro de emisiones eléctricas

310,44 tCO2/año.

¿Quieres conocer todos los detalles de este caso de recuperación de calor?

Accede al documento y profundiza en los datos de proceso, el diseño de la recuperación de calor, los ahorros energéticos y el enfoque de evolución hacia la generación eléctrica mediante ORC.

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