La optimización de los procesos y el funcionamiento optimizado son ahora más importantes que nunca. KROHNE entiende estos retos y ayuda a las empresas a aumentar su eficiencia ofreciendo instrumentación de procesos, soluciones de medición y servicios de campo de primera clase para liberar todo el potencial de una aplicación.
KROHNE ofrece una completa cartera de instrumentación para caudal, nivel, presión, temperatura y análisis de procesos para centrales de generación de energía. Es posible realizar mediciones con temperaturas de hasta +600°C / 1112°F y presiones de hasta 490 bar / 7107 psi.
Suministramos caudalímetros de transferencia de custodia, caudalímetros de alta precisión para aplicaciones de agua de alimentación y productos específicos con alta resistencia a la radiación y/o a las perturbaciones sísmicas. Los productos de KROHNE se complementan con servicios y soluciones de medición. Cubrimos una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo en centrales eléctricas de carbón y ciclo combinado, calefacción urbana, incineración de residuos, energía solar térmica o Power-2-gas.
Las fuentes de energía renovables desempeñan un papel importante en la transición energética. Instalar la instrumentación KROHNE garantiza un funcionamiento seguro y eficaz. Por ejemplo, los caudalímetros ultrasónicos OPTISONIC 4400 HT se utilizan para medir el caudal de sal fundida hasta 600 °C /1112 °F en plantas solares de concentración. Los caudalímetros electromagnéticos OPTIFLUX se utilizan, entre otros, en el circuito de refrigeración líquida de los aerogeneradores.
– refrigeración de aerogeneradores
– centrales hidroeléctricas
– centrales solares de concentración
Los electrolizadores de hidrógeno son dispositivos que utilizan electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Cuando la entrada de electricidad al electrolizador se obtiene de fuentes renovables como la eólica y la solar, el hidrógeno producido se denomina hidrógeno verde. Para un funcionamiento eficaz y seguro de los electrolizadores se requiere una medición fiable del proceso. Los productos KROHNE para la medición de procesos de caudal, nivel, presión y temperatura se aplican, por ejemplo, para medir el suministro de agua al electrolizador, para medir el caudal de electrolito, para controlar los niveles, la presión y la temperatura dentro del sistema del electrolizador.
El reformado de metano con vapor (SMR) es un proceso en el que el metano del gas natural se calienta con vapor, normalmente con un catalizador, para producir una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno.
CH4+H20→CO + 3H2
Con una reacción posterior de desplazamiento del gas con agua, el monóxido de carbono reacciona con el vapor para formar dióxido de carbono y más hidrógeno.
CO +H20→CO2 + H2
En un paso final denominado absorción por cambio de presión, el dióxido de carbono y otras impurezas se eliminan del gas, dejando esencialmente hidrógeno puro. Dado que durante este proceso se libera CO2, se denomina hidrógeno gris. En caso de que la SMR se combine con la captura y el almacenamiento de carbono, se denomina hidrógeno azul.
Los medidores de proceso por ultrasonidos KROHNE OPTIBAR DP flow, OPTISWIRL vortex y OPTISONIC son los más adecuados para la medición de vapor y gases a alta temperatura.
La gasificación del carbón es el proceso de convertir el carbón en gas mediante la adición de vapor y oxígeno a presión. El carbón se introduce en un recipiente presurizado a alta temperatura junto con vapor y una cantidad limitada de oxígeno para producir un gas. El gas se conoce como gas de síntesis o syngas y se compone principalmente de monóxido de carbono e hidrógeno.
3C (por ejemplo, carbón)+O2+ H2O → H2 + 3CO (gas de síntesis)
Con una reacción posterior de desplazamiento de gas de agua, el monóxido de carbono reacciona con el vapor para formar dióxido de carbono y más hidrógeno.
CO +H20→ CO2 + H2
En una etapa final denominada absorción por cambio de presión, el dióxido de carbono y otras impurezas (como el azufre) se eliminan del gas, dejando esencialmente hidrógeno puro. Dado que durante este proceso se libera CO2, se denomina hidrógeno marrón. En caso de que la gasificación del carbón se combine con la captura y el almacenamiento de carbono, se habla de hidrógeno azul.
Los medidores de proceso por ultrasonidos KROHNE OPTIBAR DP flow, OPTISWIRL vortex y OPTISONIC son los más adecuados para la medición de vapor y gases a alta temperatura.
Los gases industriales se producen para ser utilizados en procesos industriales y de fabricación. Los gases técnicos constituyen una subclase de los gases industriales y se distinguen por su grado de pureza. La pureza puede obtenerse mediante procesamiento y extracción en plantas de proceso. El hidrógeno se produce en una planta de absorción por oscilación de presión y el proceso consta de 4 etapas: adsorción, despresurización, regeneración y represurización.
Los caudalímetros KROHNE OPTIBAR DP, OPTISWIRL vortex y OPTISONIC ultrasónico, VA y los caudalímetros OPTIMASS Coriolis se utilizan ampliamente en aplicaciones PSA.
La Captura y Almacenamiento de Carbono es el proceso por el que el CO2 se captura en centrales eléctricas y emplazamientos industriales y posteriormente se transporta a un lugar donde el CO2 se almacena bajo tierra en, por ejemplo, un depósito de gas agotado (CAC) o se utiliza como materia prima para producir, por ejemplo, hidrocarburos sintéticos (CCUS). Existen tres tipos básicos de procesos de captura: pre-combustión, post-combustión y oxicombustión con post-combustión. Los equipos KROHNE se aplican para medir la presión, la temperatura y el caudal y nivel de los distintos fluidos aplicados en los procesos, como vapor, aminas, hidrógeno y CO2.
Para el transporte y el comercio de CO2 se requieren mediciones de transferencia de custodia. KROHNE suministra caudalímetros certificados, así como sistemas de medición llave en mano completos para la medición de CO2 gaseoso, líquido o supercrítico.
La industria cementera y siderúrgica son ejemplos de industrias en las que se aplica calor a alta temperatura. Tradicionalmente se utilizan combustibles fósiles como el gas natural y el carbón como combustible para los hornos. Para descarbonizarse, estas industrias se alejan de los combustibles fósiles. Sin embargo, las altas temperaturas requeridas (en algunos casos superiores a 1000ºC/1832ºF) no pueden suministrarse a partir de electricidad verde y, en consecuencia, el hidrógeno se considera un combustible alternativo.
En el caso de la industria siderúrgica, la emisión de CO2 puede reducirse aún más si se aplica hidrógeno para la reducción directa del hierro; en este proceso se forma H2O en lugar de CO2. Los medidores VA de KROHNE se utilizan para controlar la velocidad de inyección de hidrógeno en el alto horno. En la industria cementera, el 60% de la emisión de CO2 procede del proceso químico de descarbonización de la piedra caliza. Por lo tanto, la aplicación de la CAC a la producción de cemento puede reducir aún más la emisión de CO2. Los medidores Coriolis OPTIMASS y los medidores ultrasónicos OPTISONIC de KROHNE se utilizan para la medición de procesos y Custody Transfer de hidrógeno y CO2.
El amoníaco se utiliza ampliamente como materia prima química en la producción de fertilizantes, por ejemplo, y se prevé que desempeñe un papel importante en el futuro como combustible o vector energético. La ventaja del NH3 como vector energético es la alta densidad de energía por unidad de volumen y las condiciones relativamente sencillas en las que puede transportarse como líquido (-32°C a presión atmosférica). Como combustible, el NH3 no libera CO2 a la atmósfera durante la combustión.
Lo más habitual es aplicar el proceso Haber-Bosch para producir amoníaco combinando nitrógeno con hidrógeno.
N2+3H2 ⇄2NH3
Cuando se forma el hidrógeno necesario mediante el metano modificado con vapor, se emite CO2 a la atmósfera. Combinando la producción de amoníaco con la CAC, se produce amoníaco azul. Cuando el hidrógeno necesario se produce a partir de la electrólisis del agua con energía renovable, y el proceso se calienta con electricidad verde, el amoníaco puede producirse sin emisión de CO2, lo que da lugar al amoníaco verde.
KROHNE ofrece instrumentación de nivel, temperatura, presión y caudal para controlar el proceso de producción de amoníaco.
En la industria química, el hidrógeno se utiliza como materia prima en los procesos químicos y se produce como subproducto en otros procesos químicos.
Materia prima: La mayor parte del hidrógeno se consume en la producción de amoníaco y metanol. También hay otros consumidores menores de hidrógeno, como la producción de peróxido de hidrógeno o el uso del hidrógeno como agente reductor.
Subproducto: El hidrógeno se produce como subproducto durante el craqueo al vapor de hidrocarburos para producir sustancias químicas de alto valor (HVC) que se aplican en la producción de plásticos, y en la electrólisis cloroalcalina, donde el hidrógeno es un subproducto en la producción de cloro e hidróxido de sodio. El hidrógeno producido puede reutilizarse in situ o ponerse a disposición de otras industrias.
Para la red de distribución de hidrógeno gas en un emplazamiento químico puede utilizarse el OPTIMASS 6400. En caso de que el hidrógeno se intercambie con un emplazamiento industrial cercano, el ALTOSONIC V12 puede utilizarse para la medición de la transferencia de custodia.
KROHNE dispone de una completa gama de transmisores de caudal, nivel, presión y temperatura para la industria química, incluida la medición de hidrógeno y productos asociados.
Las refinerías son plantas de proceso industrial donde el petróleo crudo se transforma y refina en productos útiles como gasolina, gasóleo, queroseno y nafta. Las refinerías consumen hidrógeno como materia prima y lo producen como (sub)producto.
Consumo de hidrógeno: Varios procesos consumen hidrógeno, como el hidrocraqueo, en el que los hidrocarburos del petróleo crudo se descomponen en moléculas más simples, como gasolina y queroseno, mediante la adición de hidrógeno a alta presión. Otro ejemplo de proceso en el que se consume hidrógeno es la desulfuración o hidrotratamiento; el azufre y otros componentes como el nitrógeno y los aromáticos se eliminan de los hidrocarburos por reacción con hidrógeno a temperaturas elevadas.
Producción de hidrógeno:
El hidrógeno necesario en las refinerías puede producirse in situ mediante el reformado de metano con vapor, pero también hay procesos de refinería en los que el hidrógeno se produce como subproducto. Un ejemplo de este proceso es el reformado catalítico de nafta, en el que una corriente de nafta se convierte en reformado, que es un componente de mezcla para la gasolina de alto octanaje.
Tenga en cuenta que existen esquemas de estos procesos de refinería en el sitio web de KROHE
La edificación y la construcción son responsables de aproximadamente el 30% del consumo total de energía en el mundo. Tradicionalmente, los combustibles fósiles se utilizan para calentar los edificios. Las soluciones eléctricas y de hidrógeno pueden ser una opción válida para descarbonizar estas aplicaciones, teniendo ambas sus ventajas e inconvenientes específicos. Una caldera preparada para hidrógeno es una caldera de calefacción de gas que puede quemar gas natural o hidrógeno puro (100%). Las calderas preparadas para hidrógeno permiten convertir las redes de distribución de gas existentes de gas natural (que es mayoritariamente metano) a hidrógeno. La gama de productos KROHNE para la medición de caudal, presión y temperatura puede aplicarse al gas natural, al hidrógeno puro o a las mezclas de gas natural e hidrógeno que se suministran a grandes edificios industriales.
El sector de la movilidad es un sector en el que el consumo de energía crece año tras año. El hidrógeno es una opción válida para descarbonizar este sector. El hidrógeno puede reaccionar con el oxígeno en una pila de combustible para alimentar un motor eléctrico o, menos comúnmente, puede quemarse en un motor de combustión interna. En el caso de los vehículos pequeños, los vehículos eléctricos de pila de combustible de hidrógeno se enfrentan a una fuerte competencia por parte de los vehículos eléctricos de batería; en general, se cree que para el transporte por carretera de largo alcance (autobuses) y el transporte pesado (camiones) los vehículos de pila de combustible de hidrógeno serán una solución viable. En el caso de los buques, el hidrógeno puede servir como combustible, aunque los combustibles derivados, como por ejemplo el amoníaco (NH3), también se consideran una opción. En el transporte aéreo, el hidrógeno puede sustituir al queroseno como combustible, aunque el queroseno sintético que se forma a partir de hidrógeno verde y CO2 (capturado) puede ser una solución con menos impacto en la infraestructura y la cadena de suministro actuales.
La gama KROHNE para caudal, nivel, presión y temperatura puede aplicarse a la medición de hidrógeno, amoníaco, metanol y combustibles sintéticos como la querosina sintética o el gasóleo sintético. Gracias a su amplia experiencia en la industria química y del petróleo y el gas, KROHNE puede ofrecer una amplia gama de instrumentación y sistemas de medición para el sector de la movilidad.
Power-to-X es un término comúnmente utilizado para la conversión de electricidad en otros vectores energéticos o productos químicos, generalmente a través de hidrógeno producido por la electrólisis del agua. La “X” puede significar cualquier combustible, producto químico, energía o calor resultante. Por ejemplo, la conversión de energía en gas se refiere a la producción de hidrógeno electrolítico propiamente dicho o de metano sintético producido a partir de hidrógeno electrolítico combinado con CO2. Asimismo, la conversión de energía en líquidos se refiere a la producción de combustibles líquidos a base de hidrógeno. En conjunto, los combustibles a base de hidrógeno que integran hidrógeno electrolítico se denominan a veces “electrocombustibles” o, en el caso muy concreto de la energía procedente de la energía solar, combustibles solares. En el proyecto Jupiter 1000 de conversión de energía en gas, en Francia, se aplica el OPTIMASS 6400 para medir el hidrógeno verde y el metano sintético, el medidor de vórtice OPTISWIRL 4200 para medir el CO2 capturado y el caudalímetro ultrasónico de gas OPTISONIC 7300 para medir el caudal de gas natural.
El hidrógeno puede transportarse y almacenarse tanto en estado gaseoso como líquido.
El hidrógeno gaseoso suele transportarse por tuberías o mediante cisternas tubulares (hidrógeno comprimido). Las tuberías pueden funcionar con hidrógeno puro o con mezclas de hidrógeno con gas natural. Para la medición de la transferencia de custodia en el transporte por tuberías, KROHNE suministra el computador de caudal SUMMIT 8800 y el caudalímetro ultrasónico ALTOSONIC V12, ambos adecuados tanto para hidrógeno puro como para mezclas de hidrógeno con gas natural. Además, KROHNE suministra sistemas completos de medición de transferencia de custodia llave en mano para hidrógeno.
El almacenamiento subterráneo de hidrógeno en minas de sal se está aplicando para almacenar grandes cantidades de hidrógeno durante periodos de tiempo más largos. Esto permite el llamado almacenamiento estacional para amortiguar la energía renovable que se produce en verano para consumirla en invierno. También permite ciclos de almacenamiento más cortos para compensar la “dunkelflaute”, cuando durante unos días se genera menos energía renovable por falta de sol o viento.
El hidrógeno líquido tiene una temperatura de -253 °C (-423 °F), es decir, sólo 20 °C por encima del cero absoluto. La infraestructura de transporte y almacenamiento del hidrógeno líquido se parece mucho a la del gas natural licuado (GNL). Las principales diferencias están relacionadas con la temperatura más baja -253 °C frente a -160 °C (-423 °F frente a -265 °F), que impone requisitos más estrictos a la instrumentación. KROHNE ofrece la cartera de productos de presión OPTIBAR, adecuada para la medición de caudal y nivel de presión diferencial, así como para la medición de presión de proceso para hidrógeno líquido.
Los métodos alternativos de transporte y almacenamiento de hidrógeno consisten en utilizar moléculas ricas en hidrógeno, como el amoníaco (NH3) y el metanol (CH3-OH). Las condiciones de transporte y almacenamiento de estos fluidos son menos exigentes que las del hidrógeno líquido. En destino, el amoniaco y el metanol pueden consumirse directamente o reconvertirse en hidrógeno. También pueden aplicarse los portadores orgánicos líquidos de hidrógeno (LOHC) para el almacenamiento y el transporte de hidrógeno. Los LOHC son compuestos orgánicos que pueden absorber y liberar hidrógeno mediante reacciones químicas.
Además de su uso como materia prima en la industria o como combustible, el hidrógeno puede reconvertirse en electricidad mediante pilas de combustible. Una pila de combustible puede considerarse como una batería que funciona con hidrógeno, donde el hidrógeno se convierte en electricidad y calor. Las pilas de combustible pueden utilizarse para suministrar energía a lugares aislados de la red o combinarse con el almacenamiento estacional de hidrógeno para proporcionar electricidad cuando la producción de fuentes de energía renovables es baja.
También existen pilas de combustible de amoníaco y metanol. En estas pilas de combustible, el amoníaco o el metanol se reconvierten directamente en electricidad y calor. La ventaja de este tipo de reconversión es la relativa facilidad de transporte de los fluidos.
En caso de que el hidrógeno se haya transportado o almacenado mediante un depósito de hidrógeno orgánico líquido (LOHC), el hidrógeno debe liberarse del LOHC en el destino final. Esto tiene lugar mediante un proceso químico de deshidratación, que requiere calor para liberar el hidrógeno del portador.
KROHNE es líder en el suministro de sistemas de instrumentación de medida para procesos industriales. Con más de 4.000 empleados en el mundo, KROHNE suministra soluciones completas para la medida de caudal, nivel, presión y temperatura, así como para análisis de proceso. Además de los equipos de medida, KROHNE ofrece servicios de puesta en marcha, calibración y mantenimiento. El nombre KROHNE es sinónimo de innovación, fiabilidad y productos de alta calidad.
