Secado fiable de combustibles alternativos – para plantas de cemento, centrales eléctricas y la economía circular

Los combustibles alternativos derivados de residuos como RDF, SRF, SSW o MSW sustituyen a la energía primaria fósil en hornos de cemento, centrales eléctricas y calderas industriales, y son, por tanto, un componente central de la descarbonización de sectores intensivos en energía. Un requisito previo para un uso seguro en el proceso es un contenido de humedad definido y uniforme. Exactamente eso es lo que ofrece la tecnología de secado de STELA Laxhuber: secadores de banda de baja temperatura que utilizan el calor residual de procesos de producción anteriores, funcionan de forma robusta en régimen 24/7 y se adaptan individualmente al material de entrada correspondiente.

STELA entiende los combustibles alternativos como una clase de material propia con un uso intersectorial: desde la planta de cemento y la central eléctrica de EBS hasta el procesador que produce una calidad de combustible comercializable. El secado aumenta el poder calorífico, reduce el peso de transporte y hace que los lotes variables sean dosificables de forma fiable.

De este modo, el secado de combustibles alternativos contribuye doblemente: desvía los residuos de los vertederos y los hace utilizables como fuente de energía, y reduce notablemente la demanda de energía y, por tanto, los costes operativos (OPEX) en comparación con los procesos de alta temperatura gracias a las bajas temperaturas del proceso. Esto convierte a la tecnología en un componente de la economía circular que combina objetivos ecológicos y económicos.

Por qué deben secarse los combustibles alternativos

Las fracciones de residuos procesadas presentan humedades de entrada del 20 al más del 45 %, dependiendo del origen, la estación del año y el grado de procesamiento. Un material demasiado húmedo reduce el poder calorífico, desestabiliza la combustión y dificulta la dosificación; en el horno de cemento desciende la temperatura de la llama, y en la caldera de la central eléctrica se ve afectada la capacidad de regulación. Por ello, muchos compradores solo aceptan material hasta un límite superior de humedad definido o cobran recargos por mercancía demasiado húmeda.

El secado resuelve este problema directamente: aumenta el poder calorífico, hace que el material sea dosificable de forma segura para el proceso, mejora la estabilidad de almacenamiento (menos actividad biológica y olor) y reduce el peso de transporte mediante la eliminación de agua. Solo los combustibles alternativos secos permiten las altas tasas de sustitución térmica que alcanzan hoy en día las principales plantas de cemento.

Combustibles alternativos típicos

Los secadores de banda STELA están diseñados para todos los combustibles alternativos sólidos habituales:

Dónde se utilizan los combustibles alternativos secos

Los combustibles alternativos se utilizan en todos los sectores; el secado es clave allí donde se requiere una calidad constante y altas tasas de sustitución:

Aprovechamiento del calor residual: rentabilidad mediante la integración del sistema

Una ventaja competitiva decisiva de las instalaciones de secado STELA reside en el aprovechamiento del calor residual existente. En las plantas de cemento, por ejemplo, se dispone del aire de escape caliente del enfriador de clínker: el aire de proceso, a unos 250 °C, se enfría con aire fresco hasta la temperatura de secado de unos 100 °C y se utiliza directamente para el secado. También se puede integrar el calor residual de instalaciones ORC, cogeneración o flujos de gases de escape.

Como medios de calefacción se utilizan, según la ubicación, aceite térmico, vapor saturado o aire de proceso ya calentado. Gracias a la integración en los sistemas energéticos existentes, las instalaciones de secado funcionan de forma casi neutra en cuanto a costes durante el funcionamiento. Importante: las instalaciones STELA no dependen necesariamente del calor residual; también funcionan de forma fiable con medios de calefacción convencionales, pero utilizan, siempre que es posible, los flujos de energía existentes para reducir costes.

Las series de secadores de banda STELA para combustibles alternativos

Para el secado de combustibles alternativos, STELA apuesta por dos series de secadores de banda de baja temperatura probadas: robustas, escalables y diseñadas exactamente para las exigencias de los flujos de combustible más exigentes. Ambos sistemas siguen un principio de ingeniería de procesos claro: el aire fresco o el calor residual procesado se lleva al nivel de temperatura deseado mediante un registro de calefacción o la mezcla de aire fresco y se conduce uniformemente desde arriba a través de una banda de secado permeable al aire.

Mientras el aire caliente absorbe la humedad del material, el aire de escape cargado de humedad se evacua hacia abajo. La alimentación se realiza mediante un tornillo de distribución doble que reparte el combustible alternativo de forma homogénea sobre la banda, creando así la base para un secado uniforme y reproducible.

Especialmente eficaz es el efecto de autolimpieza integrado: la capa de material a granel y el tejido especial de la banda de secado forman juntos una zona de filtrado natural.

De este modo se reducen las emisiones y, en muchos casos, se puede prescindir de una instalación de filtrado de aire de escape independiente.

Secador de banda tipo BT – para altos rendimientos

El BT es la variante de alto rendimiento y está dirigido a plantas de cemento y centrales eléctricas con una gran demanda de combustible. Está disponible en anchos de banda de 6.200 mm y 8.400 mm y funciona con varias zonas de secado conectadas en serie, que permiten temperaturas de proceso ajustables individualmente a lo largo de la sección de secado. Gracias a su diseño cerrado y aislado, está diseñado para su uso durante todo el año, incluso a temperaturas exteriores muy bajas.

Secador de banda tipo BTL – para rendimientos pequeños y medianos

El BTL se fabrica en anchos de banda de 2.000 mm y 3.000 mm y es especialmente adecuado para empresas con una demanda de combustible menor o variable, para iniciarse en el secado de combustibles alternativos o para conceptos descentralizados. A pesar de su tamaño más compacto, ofrece todas las ventajas de la tecnología de baja temperatura de STELA: secado uniforme, tratamiento cuidadoso del material, construcción robusta y mantenimiento sencillo.

Ambas series están diseñadas de forma modular y cubren una amplia gama de flujos de residuos y capacidades, desde la solución compacta de nivel de entrada hasta la gran instalación. Esta escalabilidad permite adaptar el secado paso a paso a las crecientes capacidades de producción o a las calidades de material cambiantes. Las instalaciones pueden ejecutarse con diferentes medios de calefacción y opciones adicionales (p. ej., control automático de humedad, protección contra explosiones basada en la evaluación de riesgos CE). Los componentes principales y las piezas en contacto con los vapores se fabrican en acero inoxidable y aluminio; los secadores funcionan de forma totalmente automática sin necesidad de intervención manual. La producción y la construcción de los armarios eléctricos se realizan íntegramente en la fábrica de Massing (Baviera); STELA fabrica por sí misma más del 80 % de los componentes.

Seguridad y variedad de materiales: particularidades de los combustibles alternativos

Los combustibles alternativos no son una clase de material uniforme; sus propiedades varían considerablemente según la fuente, el procesamiento y la temporada. STELA tiene esto en cuenta mediante un diseño individual y medidas de seguridad específicas:

Diseño individual: desde la prueba técnica hasta la puesta en marcha

Ninguna ubicación es igual a otra. El contenido de humedad, la composición del material, las fuentes de calor disponibles y los requisitos de rendimiento varían mucho. Por eso, STELA desarrolla cada instalación basándose en un análisis exhaustivo.

Si es necesario, se realizan previamente pruebas de secado en el centro técnico propio en Massing (Baviera) para determinar las curvas de secado exactas y definir la configuración óptima de la instalación. Esto garantiza no solo un dimensionamiento preciso, sino también seguridad de planificación para el cliente: la instalación cumple con los parámetros de rendimiento acordados desde el primer día de funcionamiento.

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FAQ

Preguntas frecuentes sobre el secado de combustibles alternativos

¿Por qué deben secarse los RDF, SRF y SSW antes de su valorización energética?

Los combustibles alternativos demasiado húmedos a menudo no son aceptados por las plantas de cemento y las centrales eléctricas, o provocan problemas en el proceso: la temperatura de la llama o de combustión disminuye, la capacidad de control se ve afectada y, en el horno de cemento, la calidad del clínker puede verse perjudicada. Lo típico es un límite superior de humedad del 20 al 25 % para la entrega; muchos compradores exigen mucho menos. El secado resuelve este problema directamente: aumenta el poder calorífico, hace que el material sea dosificable de forma segura para el proceso y permite alcanzar las altas tasas de sustitución térmica del 60 al más del 80 % que logran hoy en día las principales plantas de cemento europeas.

¿Cuál es la diferencia entre RDF, SRF y SSW?

Los tres son combustibles alternativos sólidos preparados a partir de residuos, pero se diferencian en el grado de procesamiento y en el aseguramiento de la calidad. RDF (Refuse Derived Fuel) designa residuos urbanos procesados con un poder calorífico definido. SRF (Solid Recovered Fuel) es un combustible secundario normalizado y con garantía de calidad según la norma EN 15359; la norma exige, entre otras cosas, la declaración del poder calorífico, el contenido de cloro y el contenido de mercurio, lo que califica al SRF para su uso directamente en el quemador principal. SSW (Solid Shredded Waste) es material triturado más grueso procedente del procesamiento de residuos. En la práctica, lo que determina los requisitos de secado no es tanto la denominación como la especificación concreta; STELA diseña la instalación en función de las propiedades reales del material.

¿Qué contenidos de humedad exigen las plantas de cemento y las centrales eléctricas como requisito?

Los requisitos varían según la instalación, el tipo de horno o caldera y las normativas nacionales. Como valor orientativo: muchas plantas de cemento solo aceptan combustibles alternativos sólidos hasta un contenido de humedad de aproximadamente el 30 %; en el caso del SRF según la norma EN 15359, para su uso directamente en el quemador principal, a menudo se exige una humedad inferior al 5 %. El SSW con humedades de entrada del 30 al 45 % debe, por regla general, secarse térmicamente antes de su uso. STELA diseña la instalación para los valores objetivo acordados concretamente y garantiza su cumplimiento mediante un control automático de la humedad final. 

¿Qué ventajas económicas aporta concretamente el secado de combustibles alternativos?

El secado mejora la rentabilidad en varios niveles simultáneamente: el poder calorífico aumenta, lo que permite obtener mayores ingresos o evitar recargos por material demasiado húmedo. El menor peso debido a la eliminación del agua reduce directamente los costes de transporte: menos agua significa menos tonelaje. Además, la estabilidad de almacenamiento mejora considerablemente, ya que se reducen la actividad biológica y el desarrollo de olores. Para la propia planta de cemento o central eléctrica, la instalación de secado propia suele ser rentable gracias al ahorro en costes de combustible primario y al aumento de la tasa de sustitución, así como a la comercialización de los certificados de CO₂ liberados.

¿Cómo se utiliza el calor residual de la planta para el secado?

Las fábricas de cemento suelen disponer de varias fuentes de calor residual utilizables: aire de refrigeración del enfriador de clínker, calor de procesos ORC o de la cogeneración. Al utilizar el aire de escape del enfriador de clínker, el aire de proceso, que está a unos 250 °C, se enfría con aire fresco hasta alcanzar la temperatura de secado de unos 100 °C y se utiliza directamente para el secado. Los secadores de banda STELA pueden funcionar con aceite térmico, vapor saturado o aire de proceso ya calentado. El resultado: la planta de secado funciona con energía «gratuita» que, de otro modo, se perdería sin utilizar; los costes operativos se mantienen correspondientemente bajos.

¿Por qué es preferible un secador de banda de baja temperatura a un secador de tambor para combustibles alternativos?

Los secadores de tambor funcionan con temperaturas de proceso superiores a 120 °C. Esto tiene varias desventajas en el caso de los combustibles alternativos: las fracciones que contienen plástico pueden descomponerse o pegarse, los compuestos orgánicos volátiles (COV) se liberan en mayor medida y aumentan el esfuerzo necesario para la limpieza del aire de escape, y el riesgo de incendio y explosión aumenta. Los secadores de banda STELA, por el contrario, trabajan en un rango de temperatura de 60 a 120 °C, secan el material con cuidado y pueden funcionar directamente con el calor residual de la propia planta. Además, la capa de secado permeable al aire actúa como un filtro autolimpiante, por lo que, por lo general, no se requiere un sistema de filtrado de aire de escape independiente.

¿Qué requisitos de seguridad y protección contra explosiones se aplican al secado de combustibles alternativos?

Los combustibles alternativos sólidos pueden formar fracciones de polvo durante el proceso de secado que, bajo ciertas condiciones, son explosivas. STELA tiene esto en cuenta mediante medidas de diseño adaptadas y sistemas de supervisión y, cuando es necesario, mediante un concepto completo de protección contra explosiones basado en la evaluación de riesgos CE. Las medidas concretas necesarias dependen del producto de secado, de las características del polvo y de la normativa local, y se evalúan conjuntamente con el cliente ya en la fase inicial de ventas.

¿Con qué rapidez se amortiza una planta de secado para combustibles alternativos?

No es posible dar una respuesta general sin datos concretos de la planta; los factores decisivos son el rendimiento, la humedad de entrada, el calor residual disponible y el precio actual de mercado del combustible primario. Como referencia: utilizando el calor residual de la propia planta y con un rendimiento de varias toneladas por hora, los tiempos de amortización inferiores a dos años son habituales. A esto hay que añadir factores difíciles de cuantificar, como evitar los recargos por material que no cumple las especificaciones y la mejora de la seguridad en la planificación del proceso de combustión. STELA elabora un cálculo de rentabilidad individual como parte del asesoramiento del proyecto. 

¿Qué combustibles alternativos puede procesar un secador de banda STELA?

Los secadores de banda STELA están diseñados para todos los combustibles alternativos sólidos habituales: RDF (combustible derivado de residuos), SRF (combustible sólido recuperado), SSW (residuos sólidos triturados), fluff, así como combustibles auxiliares (BGBS) y otras fracciones con alto poder calorífico. Dado que estos materiales pueden variar mucho en composición, humedad y fluidez de un lote a otro y según la estación del año, el control automático de la humedad final es un componente estándar en STELA. En el centro técnico propio se pueden realizar pruebas de secado previas para diseñar la planta exactamente para el material correspondiente.

¿Se puede integrar una planta de secado STELA posteriormente en una fábrica de cemento o central eléctrica existente?

Sí. Las plantas de secado STELA se suministran como unidades llave en mano y pueden integrarse en los diseños de planta existentes, incluso en condiciones de espacio limitado. La conexión a la tecnología de transporte, el suministro de calor y los sistemas de control existentes forman parte del alcance estándar de la planificación del proyecto. STELA acompaña al cliente desde el primer cálculo de diseño hasta la puesta en marcha.

¿Es adecuado el secado a baja temperatura para nuevos proyectos (greenfield) de combustibles alternativos o de valorización energética de residuos?

Sí, especialmente en los proyectos greenfield, el secado a baja temperatura demuestra sus puntos fuertes. Debido a que las plantas pueden utilizar el calor residual de las etapas de proceso anteriores o paralelas, la demanda de energía puede integrarse en el concepto general desde el principio, lo que reduce los costes operativos y las emisiones a lo largo de toda la vida útil. El diseño modular y escalable también permite dimensionar el secado con precisión según la capacidad prevista y ampliarlo si es necesario. En combinación con el tratamiento cuidadoso del material y los bajos obstáculos para la obtención de permisos, el secado a baja temperatura constituye, por tanto, una base preparada para el futuro para nuevos conceptos de planta. STELA acompaña este tipo de proyectos desde el primer cálculo de diseño hasta la puesta en marcha.

¿Cuál es la diferencia entre el secador de banda tipo BT y el tipo BTL para combustibles alternativos?

El BT (anchuras de banda de 6.200 y 8.400 mm) es el secador de alto rendimiento para fábricas de cemento y centrales eléctricas con gran demanda de combustible. El BTL (anchuras de banda de 2.000 y 3.000 mm) es adecuado para capacidades pequeñas a medianas o para iniciarse en el secado de combustibles alternativos. Ambos tipos funcionan según el mismo principio de ingeniería de procesos y son configurables individualmente.

¿Qué durabilidad y bajo mantenimiento tiene un secador de banda STELA en funcionamiento continuo?

Los secadores de banda STELA están diseñados para un funcionamiento continuo 24/7 y suelen funcionar de 2.000 a 2.500 horas de servicio sin interrupción. La propia banda de secado tiene, con más de 25 años de experiencia práctica, una vida útil de hasta 40.000 horas de servicio y puede ser sustituida por el propio personal del operador si es necesario, normalmente en 4 a 6 horas con un equipo de dos personas. Es posible cambiar de producto sin vaciar el secador. La experiencia demuestra que los costes anuales de mantenimiento se sitúan en torno al 1 % del precio de compra original. Especialmente para los operadores en régimen de turnos continuos, este bajo esfuerzo de mantenimiento es un factor importante para la rentabilidad general.

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