Soluciones de ingeniería para el control de emisiones, hidrógeno, captura de CO2 y combustibles, incluidos la gestión de proyectos, ingeniería, compras, fabricación, puesta en marcha y servicios de ciclo de vida
Las soluciones de ingeniería de sostenibilidad de Emerson incorporan a la perfección sistemas analíticos y de medición de caudal de última generación en configuraciones totalmente automatizadas e instrumentadas. Esta integración garantiza una monitorización, análisis y control precisos y confiables en diversos procesos críticos, como la captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS), la producción de hidrógeno (H2), la inyección de H2 en gas natural y las aplicaciones de monitorización continua de emisiones (CEMS).
El hidrógeno puede producirse por distintos métodos, almacenarse, transportarse y, como portador de energía sin CO2, puede contribuir a descarbonizar los sectores en los que es difícil reducir significativamente las emisiones.
La producción de H2 es el primer paso en la cadena de valor del H2. Las soluciones de producción de H2 de Emerson incluyen los caudalímetros Coriolis que miden el caudal másico de la materia prima, lo que facilita el control de la relación vapor/carbono en el reformado, ya que los caudalímetros Coriolis no se ven afectados por los cambios en la composición o las propiedades físicas. Los analizadores de gases continuos de Emerson pueden utilizarse para optimizar la eficiencia del proceso de producción de H2 mediante el análisis consistente de la composición de la materia prima y la monitorización de la pureza del H2.
La precisión y el control de la medición fiscal durante la transferencia de custodia pueden mantenerse con los sistemas de mezcla del H2 e inyección en ductos de Emerson, que ofrecen análisis de datos de calidad del gas de la corriente de hidrógeno mezclado, medición confiable del caudal másico a caudales variables, monitorización de la corrosión de la mezcla de H2, acceso y control remotos, al tiempo que cumplen las normas de calidad del gas y los acuerdos contractuales.
La dispensación repetible y a alta presión, el control de caudal y la detección robusta de llamas en las estaciones de llenado y repostaje de H2 con los sistemas de medición y carga de gas hidrógeno y H2 licuado de Emerson permiten la medición y el consumo certificados y precisos al final de la cadena de valor del H2.
Consulte a los expertos de Emerson para realizar análisis de exposición, cálculos de incertidumbre, revisión del balance de materiales, seguridad de caudal y cumplimiento de la normativa, revisión de fragilización del H2, soluciones de permeabilidad o fugas, aumento de la capacidad de transmisión del H2, reducción de la caída de presión y aumento de la velocidad de caudal como parte de la solución de ingeniería de medición y análisis del H2.
Los emisores de CO2 y los operadores de planta del H2 pueden aprovechar la competencia de Emerson en soluciones de sostenibilidad al participar en revisiones integrales de diseño de sistemas, medir y evaluar la incertidumbre, hacer evaluaciones de balance de masas y aplicar la ecuación de cálculos del estado. La gestión global de estos sistemas de caudal y calidad se puede supervisar mediante la gestión técnica de caudal y la realización de una verificación predictiva, así como rutinaria de la supervisión de las emisiones. Estos esfuerzos garantizan colectivamente el cumplimiento regulatorio en consonancia con los objetivos corporativos de red cero.
Sistemas de carga/descarga
Garantice una gestión eficaz del inventario y la logística de la terminal con los sistemas de carga y descarga de Emerson. Logre operaciones de transferencia confiables, precisas y puntuales para un amplio rango de productos, mientras preserva el cumplimiento regulatorio y de seguridad.
Plantweb Advisor para metrología
Plantweb Advisor para metrología es la nueva plataforma de análisis modular de Emerson, que ofrece un conjunto de funciones y flexibilidad sin precedentes dentro del mundo actual de la medición. Este software le permite comprender la condición operativa y los riesgos de sus productos y sistemas de medición. Ahorre tiempo y dinero gracias al Plantweb Advisor para metrología, al utilizar sus funciones de monitorización remota, los paneles de control para evaluar la condición operativa y mucho más.
•H2 mezclado en gas natural (HNG): permite el despliegue de H2 en el sistema energético sin costosas inversiones en infraestructuras. Por debajo del 10-20 % de H2, el HNG es compatible con los equipos de uso final, el transporte de gas natural, la infraestructura de distribución y las normas internacionales.
•Amoníaco como portador de H2: a diferencia del H2 puro, el amoníaco es un líquido estable en condiciones atmosféricas y tiene una mayor densidad energética, lo que permite soluciones de almacenamiento y transporte más compactas y una manipulación más segura. Dado que el amoníaco ya se produce y transporta en todo el mundo en grandes cantidades para diversas aplicaciones industriales, la infraestructura existente, como ductos, instalaciones de almacenamiento y redes de transporte, puede reutilizarse para el almacenamiento y la distribución de hidrógeno a base de amoníaco.
A medida que la infraestructura del hidrógeno para la producción, el transporte y el almacenamiento de energía sigue desarrollándose, la medición precisa adquiere importancia en la gestión y el mantenimiento de la infraestructura. Por ejemplo:
•En los procesos de producción de hidrógeno, como el reformado con vapor o la electrólisis, la medición es crucial para garantizar la eficacia de la producción y la pureza.
•Cuando se manipula y almacena hidrógeno gaseoso en cilindros, tanques o ductos, es necesaria una medición precisa con fines fiscales, para evitar fugas o condiciones inseguras.
Dado que el hidrógeno es un gas altamente inflamable y potencialmente explosivo, la medición y el control precisos de las concentraciones de hidrógeno en una mezcla son fundamentales para evitar situaciones peligrosas, garantizar la seguridad y cumplir la normativa medioambiental.
El contenido de hidrógeno puede controlarse mediante una medición precisa dentro de los requisitos del usuario final, una gestión de la detección de fugas, una identificación del riesgo aceptable de daños debidos a una alta concentración de H2, un control del valor calorífico y el índice de Wobbe de la mezcla para cumplir los requisitos de los ductos y mediante el análisis de la composición del gas de prueba de cada componente de la cromatografía de gases.
La integración de los procesos de captura, transporte, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) por parte de las industrias que emiten grandes cantidades de carbono se considera un colaborador importante para alcanzar los objetivos de bajas emisiones de gas de efecto invernadero como parte de un suministro energético mundial confiable y sostenible.
Los sistemas analíticos y de medición de caudal son necesarios para el control de procesos, la asignación, la detección de fugas de CO2 con fines medioambientales y la verificación de la cantidad de CO2 contabilizada en cualquier régimen de emisiones. Los requisitos de medición del caudal dependen de la incertidumbre de las emisiones especificada, la fase del fluido, la ubicación de los caudalímetros en el sistema CCUS, el método de transporte y los requisitos reglamentarios.
El sistema de medición de caudal diseñado por Emerson incluye estaciones de integridad de CO2 con caudalímetros, sistemas analíticos, computadores de caudal y soluciones de control de la erosión por corrosión que cumplen los requisitos tanto por equipo como por sistema de medición.
Nuestros expertos en sostenibilidad ofrecen evaluación de diseño de caudalímetros, gestión de mediciones, auditoría de caudal, incertidumbre, balance de masas, asignación y cálculos de ecuación del estado para reducir el gasto total del proyecto CCUS y garantizar un control confiable del proceso, la integridad de los ductos y la detección de fugas.
Gracias a nuestro amplio rango de soluciones para la transferencia de custodia de hidrocarburos líquidos y gaseosos y sistemas de medición fiscal, podemos garantizar soluciones óptimas en el ámbito de la sostenibilidad, como nuestras estaciones de integridad de CO2. Este sistema incluye caudalímetros de última generación, sistemas de muestras de precisión, analizadores láser de cascada cuántica (QCL), analizadores de gases de proceso (PGA) o cromatógrafos de gases y computadoras de caudal avanzadas.
Sistemas de medición de líquidos
Desde plataformas sencillas de una sola corriente hasta instalaciones complejas de medición in situ, los sistemas comprobados de medición de líquidos de Emerson ayudan a reducir el riesgo y la exposición fiscal, a garantizar el cumplimiento regulatorio, a optimizar el desempeño del sistema y a sostener la vida útil del sistema.
Sistemas de medición de gas
Los sistemas de medición de gas llave en mano de Emerson ofrecen mediciones de flujo de gas precisas, confiables y repetibles que admiten cumplimiento regulatorio, ayudan a reducir los riesgos y los costos de propiedad y mejoran el desempeño operativo.
Hasta la introducción del concepto CCUS, los procesos de carga y descarga de CO2 licuado se realizaban con embarcaciones marinas. Las propiedades del CO2 puro lo convierten en un compuesto interesante para medirlo y transportarlo eficazmente. Las impurezas en una aplicación típica de CCUS complican un poco más la situación. Es difícil mantener el CO2 en fase líquida densa o supercrítica cerca del punto triple, lo que reduce la eficacia, la velocidad y el rendimiento de un sistema de carga.
El transporte por ductos debe cumplir numerosas normas de funcionamiento y diseño. La presencia de impurezas y el riesgo de transición de fase debido a la caída de presión son problemas comunes con el transporte por ductos.
Las impurezas contenidas en la corriente de CO2 repercuten en el diseño y el funcionamiento del sistema de ductos. El agua libre puede reaccionar con el CO2 y otras impurezas, lo que provoca corrosión ácida, formación de hidratos y caudal bifásico. Además, la presencia de impurezas en la corriente de CO2 aumenta la presión crítica, disminuye la temperatura crítica, separa las líneas de burbuja y rocío para proporcionar una envoltura bifásica. En comparación con la medición de CO2 puro, la presencia de impurezas es responsable de una mayor caída de presión, incertidumbres, consumo de energía, resistencia del ducto, toxicidad y puede dañar el equipo. Para garantizar el transporte seguro de las mezclas de CO2 y la integridad de los ductos, las concentraciones de impurezas deben limitarse a unos rangos adecuados.
Una ventaja importante de este enfoque es que el diseño de los sistemas de medición de gas existentes puede utilizarse para el transporte por ductos de CO2.Si el CO2 se transporta como gas, es necesario comprimirlo para garantizar la eficacia del transporte.Sin embargo, el transporte en forma gaseosa no es rentable debido a la baja densidad del gas.
El transporte de CO2 licuado se produce normalmente cuando un buque se descarga en forma líquida y se transporta en la misma fase a tanques de almacenamiento temporal. Al funcionar a bajas temperaturas y presiones de entrada, el CO2 líquido permite altas densidades, lo que lo hace más eficiente para el transporte por ductos y mejor para el funcionamiento de las bombas. Sin embargo, para transportar CO2 en fase líquida, es necesario eliminar el agua para evitar la formación de hidratos, la congelación y la corrosión, mientras que los costos de licuefacción están dominados por la refrigeración.
Para que el CO2 capturado pueda transportarse en fase densa o supercrítica, debe comprimirse a una presión superior a la presión crítica 1160 psi (> 80 bar). El transporte de CO2 denso o supercrítico es adecuado para caudales más elevados y es rentable y económico para transportarlo a grandes distancias, debido a las propiedades físicas del CO2, como su alta densidad y baja viscosidad. Sin embargo, cualquier cambio en la temperatura y la presión a lo largo de la ruta de transporte podría hacer que el CO2 cambiara de fase o tuviera condiciones de caudal multifásico. Además, no todos los ductos marinos existentes pueden funcionar a presiones tan elevadas; suelen funcionar a presiones de entre 400 y 600 psi (30-40 bar).
Los gobiernos encargan a los reguladores mundiales que apliquen normas de emisiones más estrictas para proteger el medioambiente. Emerson ofrece soluciones para el control de la eficiencia de la combustión, el control de procesos de gases de combustión, las mediciones reglamentarias CEMS y la monitorización predictiva de emisiones.
Los sistemas de medición de CO, CO2 y O2 integrados con analizadores de gases, sistemas de muestras e instrumentación regulan el proceso de combustión y el consumo de combustible. Nuestras soluciones tecnológicas Quantum Cascade Laser (QCL) aumentan la eficiencia de la planta al optimizar el tratamiento de los gases de combustión (DeNOx) con los procesos de reducción catalítica selectiva y desulfuración.
El sistema de monitorización continua de emisiones (CEMS) Rosemount XE10, los analizadores QCL y los analizadores de gases de proceso (PGA) pueden ser utilizados por plantas industriales para cumplir con sus requisitos de notificación de emisiones de fuentes estacionarias para las normativas medioambientales y garantiza un desempeño preciso con sus capacidades integradas de análisis y validación automatizada.
Los expertos de Emerson pueden proporcionar apoyo predictivo para la monitorización de emisiones, evaluar los procesos de combustión, clasificar los flujos de energía, calcular las incertidumbres asociadas, recopilar datos de muestras, revisar el plan de monitorización de emisiones, apoyar el proceso de verificación anual y ofrecer un análisis de la causa principal de los problemas preexistentes para reducir el impacto de las operaciones en las emisiones.
Estos puntos de los equipos como soluciones trabajan juntos para mejorar las operaciones de transporte de productos y emisiones, y garantizar la eficiencia. Un diseño y una operación adecuados minimizan la probabilidad de incumplimientos y, en última instancia, reducen el costo general de los proyectos de sostenibilidad.
Sistema de monitorización continua de emisiones (CEMS) del Rosemount™ XE10
El sistema Rosemount XE10 CEMS proporciona un análisis confiable de las emisiones de fuentes fijas. Es una solución estandarizada y certificada según las directivas de emisiones europeas EN 14181 y EN 15267-3 (QAL1) y cumple con las regulaciones de la EPA de EE. UU. 40 CFR Parte 60 y Parte 75. El Rosemount XE10 CEMS también está equipado con calibración automatizada para facilitar las verificaciones de desviación del gas de cero y de span requeridas para los procedimientos de aseguramiento de la calidad QAL3, lo que garantiza un desempeño confiable y el cumplimiento con los informes de emisiones en curso.
Sistemas analíticos de líquido y gas de proceso
Emerson ofrece la gama más completa de soluciones y sistemas analíticos integrados para las aplicaciones de análisis de líquido y gas de proceso.
Las emisiones de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e hidrofluorocarburos (HFC) contribuyen a la mayoría de los contaminantes atmosféricos generados por las grandes instalaciones de combustión, como calderas, turbinas de gas, motores diésel, etc., que es necesario controlar y monitorizar.
La Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), la Directiva sobre Emisiones Industriales de la Unión Europea (DEI), el Sistema de Comercio de Emisiones de la Unión Europea (ETS), el CCEP de China, el NIER de Corea, el ROSSTANDART de Rusia y otros organismos reguladores velan por el cumplimiento de las normas de control de emisiones.
La norma EN14181:2015 Emisiones de fuentes estacionarias se aplica al aseguramiento de la calidad de los sistemas de medición automatizados (AMS) que constan de un analizador de gases, un sistema de manipulación de muestras y una sonda de muestras.
Los sistemas de medición automatizados (AMS) requieren aprobación del tipo de nivel de aseguramiento de la calidad QAL1, instalación y calibración correctas QAL2 según métodos de referencia estándar, funcionalidad continua QAL3 y certificación de prueba de vigilancia anual (AST).
EN15267-3:2007 Certificación de la calidad del aire de los sistemas de medición automatizados (AMS) - Parte 3: se aplica a los criterios de desempeño y procedimientos de prueba de los sistemas de medición automatizados para el control de las emisiones procedentes de fuentes estacionarias.
El Reino Unido y la UE han adoptado el Esquema de Certificación de Monitorización (MCERTS) de productos para realizar mediciones medioambientales de calidad y garantizar la calidad de la instalación del CEMS.
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Brandon Bromberek explains how Emerson solutions helps to advance carbon management projects and mitigate carbon emissions.
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