Oxidadores térmicos regenerativos (RTO) - Diseño y componentes

Los oxidadores térmicos regenerativos (RTO) son una de las tecnologías más eficientes para la eliminación de compuestos orgánicos volátiles (COVs) y otros contaminantes en procesos industriales. Este tipo de oxidador combina un alto nivel de eficiencia en la destrucción de contaminantes con un aprovechamiento térmico óptimo, reduciendo significativamente el consumo de combustible. A continuación, exploraremos en detalle el diseño y los componentes principales que conforman un sistema RTO.
 

Introducción a los RTO

Los oxidadores térmicos regenerativos son sistemas diseñados para la eliminación de COVs presentes en corrientes de gases contaminados, utilizando un proceso de oxidación térmica a alta temperatura. Estos equipos destacan por su capacidad para recuperar y reutilizar el calor generado durante la oxidación, lo que permite reducir el consumo energético y, en algunos casos, incluso eliminar la necesidad de combustible adicional. Gracias a su diseño avanzado, los RTOs son utilizados en diversas industrias que generan grandes volúmenes de gases contaminados.
 

Componentes principales de un RTO

Un RTO consta de varios componentes clave que trabajan en conjunto para garantizar un proceso eficiente de eliminación de contaminantes y de aprovechamiento térmico. A continuación, detallamos los más importantes:
 

• Ventiladores
  Función y tipos: El ventilador en un RTO es responsable de mover los gases a través del equipo, venciendo la resistencia creada por los conductos, la cámara de oxidación y, en particular, el medio cerámico donde ocurre el intercambio térmico. Este elemento es crucial para garantizar que los gases fluyan correctamente y se mantenga la eficiencia del proceso de depuración.
  Ubicación y diseño: El ventilador puede colocarse en dos posiciones principales: aguas arriba del equipo, trabajando en sobrepresión, o aguas abajo, creando un efecto de succión. Ambas configuraciones son viables desde un punto de vista técnico, aunque presentan ventajas y desventajas específicas según el proceso industrial. En el diseño del ventilador, es importante considerar si es necesario incluir la succión desde los puntos de emisión de los gases hasta el RTO.
   
• Válvulas
  Función y tipos: Las válvulas son esenciales para controlar y regular el flujo de gases dentro del equipo. Estas permiten que los gases se dirijan de manera adecuada a través de las distintas torres que componen el sistema RTO. Las válvulas de entrada y salida de cada torre juegan un papel crítico, ya que son las encargadas de permitir el paso de los gases hacia la cámara de oxidación y posteriormente a la torre de salida.
  Importancia del cierre y la estanqueidad: La calidad del cierre y la estanqueidad de las válvulas es fundamental para garantizar la eficiencia del equipo. Un mal funcionamiento de las válvulas puede provocar fugas de COVs que no llegarán a la cámara de oxidación, disminuyendo así la eficacia del sistema. Debido a que estas válvulas realizan maniobras constantes cada 1 o 2 minutos, acumulan miles de operaciones en un tiempo reducido, lo que requiere un mantenimiento frecuente para evitar fallos.
   
• Conductos
  Función y diseño: Los conductos son los canales a través de los cuales circulan los gases a depurar y los gases ya depurados. Estos conductos conectan las diferentes torres del RTO y distribuyen los gases de forma eficiente. Existen dos conductos principales: uno para los gases a depurar y otro para los gases ya limpios. Además, puede haber conductos adicionales dependiendo de la aplicación, como los que introducen aire ambiente o los que permiten purgar las torres.
   
• Torres y medio cerámico
  Número y disposición de las torres: Las torres son los depósitos donde se aloja el medio cerámico, un elemento clave para la eficiencia térmica del RTO. El número de torres en un sistema RTO varía según el caudal de gases a procesar y la normativa de depuración aplicable. Generalmente, se utilizan sistemas con un número impar de torres (3, 5 o 7) para cumplir con las normativas que establecen límites de emisión o porcentajes de destrucción. Para procesos con caudales más elevados, se emplean más torres para mantener las dimensiones del equipo dentro de límites prácticos.
   
• Evolución del medio cerámico: El medio cerámico es uno de los elementos más distintivos de un RTO. Este material es responsable de almacenar y transferir el calor generado durante el proceso de oxidación, permitiendo que el sistema recupere la energía térmica y la utiliza para precalentar los gases entrantes. Tradicionalmente, el medio cerámico consistía en lechos desordenados de bolas o saddles, pero con el tiempo ha evolucionado hacia lechos ordenados formados por piezas similares a ladrillos. Esta disposición mejora la eficiencia del intercambio térmico al reducir las pérdidas de carga y aumentar el contacto entre los gases y la cerámica.

El medio cerámico actúa como un acumulador de calor que se carga cuando los gases calientes lo atraviesan, y luego libera ese calor cuando los gases fríos entran al sistema. Esta capacidad de regenerar el calor es lo que le da su nombre a los RTOs y lo que permite que estos equipos funcionen de manera extremadamente eficiente desde un punto de vista energético.

Los oxidadores térmicos regenerativos (RTO) destacan por su diseño avanzado, que combina alta eficiencia en la eliminación de COVs con un uso optimizado de la energía térmica. Los ventiladores, válvulas, conductos y torres, junto con el medio cerámico, son los componentes esenciales que permiten que estos equipos logren un rendimiento superior al 95% en términos de recuperación de calor. En futuros artículos, profundizaremos en el funcionamiento detallado de los RTOs y exploraremos cómo estos equipos pueden adaptarse a diferentes necesidades industriales.

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