Las sales fundidas son un producto con una amplia gama de aplicaciones, como el calentamiento de procesos a alta temperatura, el tratamiento térmico y el recocido del acero, y el almacenamiento térmico en centrales termosolares. Estas sales consisten en fluoruro, cloruro y nitrato. Tienen gran aplicación en todo el mundo de las energías renovables.
Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte todo lo que necesita saber sobre las aves fundidas, cuáles son sus características y utilidad.
Sales fundidas
Las ventajas de las sales fundidas son temperaturas de operación de fase líquida muy altas (1000 °F/538 °C o más) y poca o ninguna presión de vapor. Las sales fundidas pueden reemplazar los aceites orgánicos o sintéticos en aplicaciones de transferencia de calor. Si bien las sales fundidas ofrecen grandes beneficios debido a sus altas temperaturas de operación, también pueden tener propiedades indeseables con puntos de congelación muy altos (de 120 °C a 220 °C).
Hay tres tipos principales de sistemas de calentamiento con sales fundidas: calentadores de sales de baño, sistemas de sales fundidas y calentamiento directo para aplicaciones como el tratamiento térmico de piezas metálicas. Pueden existir desafíos con todos estos tipos de sistemas: metalurgia, instrumentación, selección de componentes del sistema, trazado de calor, fusión y deshidratación, por nombrar algunos.
Sistemas de sales fundidas
Los sistemas de sales fundidas se utilizan para distribuir sal en fase líquida caliente a intercambiadores de calor u otros procesos que consumen calor.
Cuando se requiere energía térmica, comienza el proceso de circulación de sales fundidas. La mayoría de los sistemas mantienen la sal por encima de su punto de congelación para evitar el proceso de refundición. En una situación de arranque o arranque en frío, la sal se derrite en un tanque de sal caliente. Luego, la sal fundida comienza a circular en un circuito cerrado utilizando una bomba de recirculación especialmente diseñada para bombear sal caliente. El fluido circula desde el tanque de sal caliente al calentador de combustión o eléctrico, luego al usuario y de regreso al tanque de sal caliente.
El sistema generalmente está diseñado de tal manera que si se apaga la bomba de circulación, la sal fundida regresará al tanque de sal caliente. Es un sistema único en los sistemas de calefacción de circuito cerrado debido al punto de congelación de la sal. El sistema debe usar un diseño de tanque de sal caliente al que siempre se devuelva el fluido cuando se apaga el sistema.
El diseño y calentamiento de estos sistemas debe evitar la solidificación o el choque térmico en las tuberías de circulación. La sal fundida se almacena en estos sistemas a 1050 °F/566 °C a presión atmosférica normal. En estos sistemas, los sensores se utilizan para medir y controlar el nivel de líquido, la presión, la temperatura y el caudal.
Los sistemas de circulación de sales fundidas pueden proporcionar a las plantas opciones integradas de almacenamiento de energía diseñadas para satisfacer necesidades de aplicaciones específicas. Este concepto de almacenamiento de energía es común en las plantas de energía solar para almacenar energía térmica durante la noche o en días nublados.
Tanques de almacenamiento
El tanque de sal fundida es una parte fundamental del sistema de sal fundida, ya que ayuda a mover la sal fundida a través del generador y alimenta la aplicación.
Los sistemas de sales fundidas suelen funcionar con dos tanques de almacenamiento con diferentes niveles de llenado y temperaturas, un tanque de sal caliente y un tanque de sal fría. La sal fundida en el tanque refrigerado se mueve en el ciclo, mientras que la sal en el tanque de sal caliente circula para alimentar el sistema.
En este depósito suele instalarse una bomba de circulación del sistema, así como un elemento eléctrico o tubería contraincendios que se utiliza como fuente de calor para derretir la sal sólida. Estos tanques suelen recibir un tratamiento térmico y pueden aislarse con materiales cerámicos y revestimientos protectores. Al aislar el tanque, puede garantizar un rendimiento óptimo.
Calentador de sal tipo baño
Los sistemas de calentadores de sal tipo baño que no utilizan una bomba de circulación se basan en un proceso de convección natural. Estos sistemas están diseñados para operar a altas temperaturas, proporcionando calor para una variedad de aplicaciones.
Los calentadores de sal de baño funcionan calentando el contenedor de sal usando un quemador de tubo de fuego o un elemento eléctrico sumergido en el fondo del contenedor. La sal fundida luego calienta el serpentín de proceso sumergido en el que se calienta el fluido de proceso. La energía térmica se transfiere del tubo de fuego al baño. La sal como medio de transferencia de calor opera a temperaturas de hasta 800 °F/427 °C.
Se deben tener en cuenta las consideraciones de diseño para cargar y fundir la sal solidificada. Un diseño deficiente puede provocar daños en el recipiente del calentador o en el tubo de fuego cuando el sistema se inicia en condiciones de frío.
Los calentadores de sal tipo baño se usan comúnmente para el calentamiento de gas de regeneración en aplicaciones de tamiz molecular, aunque son adecuados para otras aplicaciones que requieren diseños de sistemas de calentamiento indirecto simples y capacidades de alta temperatura de funcionamiento.
Ahorro de dinero con las sales fundidas
El almacenamiento con sales fundidas es menos eficiente que el almacenamiento con baterías porque solo el 70 % de la energía utilizada para calentar la sal se vuelve a convertir en electricidad, mientras que las baterías pueden alcanzar una eficiencia superior al 90 %. La tecnología de almacenamiento de energía está habilitada por sales fundidas descubiertas utilizando sistemas de detección de alto rendimiento utilizados para descubrir nuevos materiales. El almacenamiento de energía es cada vez más importante a medida que el uso de recursos de producción variable aumenta las fuentes de energía, como la solar y la eólica.
Un almacenamiento de energía más barato también podría hacer que la red sea más resistente y eficiente, dando a las compañías eléctricas más flexibilidad para producir y distribuir electricidad. Los expertos en redes en la cumbre ARPA-E dijeron que el almacenamiento de energía es fundamental para la reestructuración de la red en las próximas décadas, pero los métodos actuales para almacenar agua solo son efectivos en ciertas situaciones y ocupan demasiado espacio.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre las sales fundidas para el almacenamiento de energía.