Las diferentes propiedades químicas y físicas de los biocombustibles plantean serios desafíos a la idea de reducir las emisiones de dióxido de carbono de los hornos de cal, según ha descubierto una nueva investigación.
«La infiltración de escoria de ceniza que se deposita en las paredes internas protectoras del horno es más extensa a partir del combustible de biomasa que del carbón debido a la diferente química de los combustibles», explicó Naresh Kumar Wagri, científico de la Universidad de Umeå.
Kumar Wagri señaló que en los hornos, calderas e incineradores industriales donde tienen lugar procesos de alta temperatura, se necesita una carcasa interna para proteger contra las altas temperaturas y los ataques químicos. Estos revestimientos suelen estar fabricados con ladrillos de materiales cerámicos que pueden soportar altas temperaturas. Las industrias típicas donde se utilizan estos revestimientos refractarios son la metalurgia, la producción de cal viva, la producción de cemento, la producción de vidrio y los sectores del petróleo y la energía.
Un problema es que las altas temperaturas y las interacciones químicas en algunos procesos industriales hacen que los materiales refractarios se degraden. Si las cenizas de combustible fundidas ingresan a los refractarios a través de poros y pequeñas grietas, puede ocurrir corrosión. Cuando los materiales refractarios se desgastan, es necesario reemplazar el revestimiento, lo que provoca que todo el proceso se detenga durante varios días. Estas paradas provocan pérdidas de producción y un mantenimiento costoso, incluidos nuevos materiales de revestimiento.
La piedra caliza se quema hasta convertirla en cal en hornos de cal a temperaturas superiores a los 1.000°C. Kumar Wagri investigó así cómo afecta al material de revestimiento la conversión a biocombustibles en los hornos de producción de cal. El objetivo general de la investigación era desarrollar conocimientos sobre lo que sucede con los materiales refractarios en los hornos de cal cuando los combustibles fósiles se reemplazan por combustibles renovables.
Los combustibles de biomasa pueden provenir de flujos de desechos de origen biológico de industrias o cultivarse específicamente para su combustión. Sin embargo, el contenido de cenizas y las propiedades de los biocombustibles tienden a ser problemáticos desde la perspectiva de la química de las cenizas. Por lo tanto, antes de introducir una nueva fuente de combustible, es importante investigar sus efectos potenciales sobre el material del revestimiento del horno.
Los resultados de Kumar Wagri muestran que la infiltración de escoria de ceniza en el material del revestimiento cambia la microestructura de los materiales refractarios y provoca su degradación. El problema está más extendido que cuando se utiliza combustible de carbón debido a la diferente química de los combustibles.
“El siguiente paso podría extenderse a otros tipos de combustibles de biomasa y otras calidades de refractarios”, afirmó el investigador.