Ambienteenergia

Come l’AM può ridurre le emissioni di NOx ottimizzando i bruciatori a gas standard

Kueppers Solutions si rivolge all'intero mercato del gas con unità di miscelazione stampate in 3D

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Kueppers Solutions è un’azienda tedesca specializzata nella riprogettazione di prodotti ad alta efficienza energetica e nell’ottimizzazione degli attuali impianti di processo termico sostituendo i combustibili fossili ove possibile o riducendo le loro emissioni con tecnologie più efficienti. Come chiunque può immaginare, l’AM gioca un ruolo importante nella riprogettazione dei componenti. Kueppers lavora con GKN come partner per le sue attività di AM, che si sono recentemente concentrate sulla riduzione delle emissioni di NOx dalle centrali termiche.

In un progetto che coinvolge l’Istituto per la combustione tecnica presso la RWTH Aachen University, il Gas and Heat Institute di Essen, la cattedra per i sistemi energetici e la tecnologia dei processi energetici presso la Ruhr University di Bochum e la cattedra per la “Digital Additive Production DAP” presso RWTH Aachen Università, Kueppers e partner hanno lavorato per sviluppare una nuova unità di miscelazione per bruciatori a gas in grado di ridurre significativamente le emissioni di ossido di azoto. La geometria innovativa dell’unità di miscelazione è stata ovviamente prodotta utilizzando la stampa 3D per creare una miscela gas-aria dosata con precisione che brucia meglio. Kuepper e GKN  si sono recentemente concentrate sulla riduzione delle emissioni di NOx dalle centrali termiche.

Gli ossidi di azoto (NOx) sono una famiglia di gas velenosi e altamente reattivi. Questi gas si formano quando il carburante viene bruciato ad alte temperature. L’inquinamento da NOx viene emesso da automobili, camion e vari veicoli non stradali (ad es. Macchine edili, barche, ecc.), Nonché da fonti industriali come centrali elettriche, caldaie industriali, forni per cemento e turbine. NOx è un forte agente ossidante e svolge un ruolo importante nelle reazioni atmosferiche con composti organici volatili (VOC) che producono ozono (smog) nelle calde giornate estive.

Nei test con il Gas and Heating Institute di Essen, Kueppers ha dimostrato che è possibile costruire bruciatori con questa unità di miscelazione che, a 30 mg/Nm3, è al di sotto del valore limite attualmente applicabile di un fattore 10 e più.

Questo effetto ha un effetto particolarmente positivo sui sistemi di termotrattamento con elevate temperature dei gas di scarico: qui l’aria comburente viene preriscaldata dagli scambiatori di calore con l’energia dei gas di scarico. Ciò consente di ridurre notevolmente il consumo di energia di tali sistemi. Tuttavia, gli ossidi di azoto aumentano bruscamente a causa del preriscaldamento dell’aria di combustione. Pertanto, l’energia dei gas di scarico spesso non viene utilizzata o viene utilizzata solo in modo insufficiente, sebbene questa misura possa migliorare significativamente l’efficienza del sistema.

Kueppers ha commissionato i primi sistemi di riferimento all’inizio del 2019. Tuttavia, per raggiungere il gigantesco mercato globale del gas, Kueppers ha collaborato con Gelsenwasser AG e Stadtwerke Bochum, entrambi fornitori regionali di gas. L’obiettivo comune è fornire l’unità di miscelazione di nuova concezione come componente anche ad altri produttori di bruciatori.

Ciò significa che la tecnologia può essere utilizzata più rapidamente e su tutta la linea. La visione di Kueppers è diventare un fornitore, paragonabile a un produttore di sistemi di iniezione nell’industria automobilistica. Per ridurre in modo significativo le emissioni di ossidi di azoto, migliaia di bruciatori industriali devono essere adattati.

Proprio nel settore dei bruciatori industriali, alcune dimensioni sono state stabilite tra i produttori. Paragonabile alla sostituzione di una lampadina con una lampada a risparmio energetico, molti bruciatori su impianti esistenti potrebbero quindi essere sostituiti senza che l’intero sistema debba essere rinnovato. Poiché i sistemi di trattamento termico vengono utilizzati da 30 a 50 anni, questa opzione è particolarmente importante.

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Research 2021
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Davide Sher

Sono un giornalista professionista iscritto all'ODG dal 2002 e mi sono sempre occupato di comunicazione trade. Per 10 anni ho redatto una testata dedicata al mercato dei videogiochi e successivamente ho partecipato alla creazione del primo iPad magazine dedicato all'elettronica di consumo. Dal 2012, mi occupo esclusivamente di stampa 3D/manifattura additiva, che vedo come la più affascinante e reale delle tecnologie oggi agli albori ma che plasmeranno il nostro futuro. Ho fondato Replicatore.it nel 2013 e ho scritto come blogger per diversi siti internazionali. Nel 2016 ho fondato la mia società 3dpbm (www.3dpbm.com), con base a Londra, che offre servizi di supporto alle aziende che vogliono comunicare, sia in Italia che nel mondo, i loro prodotti legati alla manifattura additiva. Oggi pubblichiamo diverse testate internazionali tra cui 3D Printing Media Network (il nostro sito editoriale internazionale), 3D Printing Business Directory (la più grande directory al mondo di aziende legate alla stampa 3D), Replicatore.it, Replicador.es e 3D Printing Media Network Chinese Version.

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