Los residuos son valiosos. A partir de los llamados residuos sólidos urbanos, como envases, papel o alimentos, es posible producir combustible para aviones. Durante el proceso de producción, el control de las reacciones exotérmicas requiere una monitorización de temperatura fiable y precisa. Para esta operación se necesita una instalación de termopar multipunto. Un productor de combustible de aviación sostenible, o SAF («Sustainable Aviation Fuel»), utiliza para ello el modelo TC97 de WIKA-GAYESCO, un sensor en miniatura adecuado para espacios de instalación reducidos.
El productor de SAF utiliza residuos de plástico como materia prima para su combustible. Estos se trituran en grandes cantidades hasta obtener un flujo que se descompone mediante un proceso de gasificación, transformándose así en un gas de síntesis, abreviado como syngas. A diferencia de la combustión, se trata de un proceso cerrado que no emite contaminantes en la atmósfera.
Se utiliza un reactor de haz tubular para producir un sustituto del petróleo crudo, a partir del cual se refina posteriormente el combustible de aviación sostenible. La sección transversal de un reactor de este tipo con termopares escalonados para controlar la temperatura que se muestra aquí no está a escala.
Del «syngas» se obtiene un sustituto del petróleo crudo.
En la siguiente etapa del proceso de producción, el «syngas» se convierte en un sustituto del crudo, llamado «syncrude», mediante el proceso Fischer-Tropsch en un reactor de haz tubular. Este proceso tiene lugar en tubos que contienen una cantidad específica de elementos de relleno con un catalizador patentado del fabricante. Cada tubo mide 18 metros de longitud.
Se necesitan nueve sensores de termopar multipunto
En el interior de los tubos llenos de catalizador se alcanzan temperaturas de hasta +327 °C. Un conocimiento preciso de la evolución de la temperatura en el proceso es fundamental para un funcionamiento eficiente y, en última instancia, para la calidad del producto deseado. Las altas temperaturas no son el único desafío: los tubos del catalizador tienen un diámetro de cinco centímetros, por lo que también la inserción de la vaina del termopar multipunto es un proceso delicado. El diámetro del dispositivo de medición debe ser lo más pequeño posible para no interferir con la reacción. Para obtener un perfil de temperatura significativo dentro del reactor, es necesario instrumentar nueve tubos, cada uno con un sensor de termopar multipunto.
Mediciones en espacios extremadamente reducidos
Para la medición en espacios extremadamente reducidos, los especialistas en temperatura de WIKA-GAYESCO seleccionaron el sensor en miniatura TC97, un sensor de termopar multipunto probado en reactores tubulares de alta temperatura y alta presión para reacciones exotérmicas. Finalmente, se fabricaron nueve instrumentos, cada uno con 13 puntos de medición, en una vaina de 18 metros de largo y un diámetro de solo 4,7 milímetros.
Perfil de temperatura para detectar tempranamente puntos calientes peligrosos para el proceso
Los contactos de medición están posicionados para detectar la temperatura del proceso en 39 alturas predeterminadas dentro del lecho catalítico. Gracias a la alta calidad de la medición y la rápida respuesta del TC97, el productor de SAF obtiene un perfil de temperatura que permite responder rápidamente a los desarrollos del proceso. Puede detectar a tiempo la formación de puntos calientes perjudiciales resultantes de un comportamiento incorrecto del proceso y evaluar la duración del catalizador.
El sensor termopar multipunto garantiza un ciclo operativo de tres años
La instalación de los instrumentos de medición se realizó en condiciones difíciles. Cada sensor de termopar multipunto tuvo que pasar a través de una serie de aberturas con tolerancias estrechas. Gracias al material resistente de la vaina y mediante un cable guía y un mecanismo de montaje, la instalación se llevó a cabo sin problemas. Los TC97 son robustos y están diseñados para este tipo de aplicaciones, garantizando un ciclo operativo de tres años, en línea con la duración prevista del catalizador. Las señales se transmiten a través de un cable flexible a los transmisores 4…20 mA, conectados al sistema DCS y SIS. El «syncrude» obtenido en el reactor Fischer-Tropsch se refina posteriormente en el producto final. El combustible de aviación sostenible está libre de azufre, partículas finas y otras impurezas. En comparación con un combustible fósil, genera un 80 % menos de emisiones de gases de efecto invernadero.
Nota
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