sistema de post-combustión y reducción de emisiones para hornos de combustión

8/18/2019 Sistema de Post-combustión y Reducción de Emisiones Para Hornos de Combustión

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SISTEMA DE POST-COMBUSTIÓN YREDUCCIÓN DE EMISIONES PARA HORNOS

DE COMBUSTIÓN

EXPOSITOR.

Ing. Emérita Delgado Plaza

CORPORACION PARA EL

MEJORAMIENTO DEL AIRE

DE QUITO

Centro de desarrollo

tecnológico Sustentable

1) Contribuir a la generación de un diseño técnico de cámarasde pos- combustión de fácil construcción y bajo costopermitiendo además recuperar calor a través del sistema deenfriamiento, adaptándolo a las condiciones y necesidadeslocales

2) Utilizar menos combustible.

3) Diseño de sistemas reducción y control de contaminantesque generan polución ambiental( CO2, SO2, Nox, ect) ,temperatura de salidas de los gases.

OBJETIVOS


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CÁMARA DE POS- COMBUSTIÓN

Estabilidad térmica del horno

1) método de Schmidt ( temperatura con respecto a la distribución delespesor de la pared, estado transiente )

2) Balance térmico

Consumo decombustible

3) Tiempo de residencia

( )20Paredes Paredes Paredes

Fuel

Fuel Gases Gases

m Cp T

m Hv Cp T

∆

= − ∆

Re

Volumendelacamara

sidencia

Caudaldelosgasesdecombustion

V t

Q=


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DISEÑO DEL CONECTOR

EL objetivo del conector es aumentar la turbulencia de losgases para lograr un incremento e n la velocidad de losgases en la entrada del recuperador de calor.

Dimensiones del acople:

De=0.40m Ve=3.75 m/s

Ds=0.30 m.

Vs4.5 m/s

2

2

2

2

21

2

1

2

1

2211

V*)/4d(D*πV*)/4d(D*π

V*AV*A

−=−

=

Consideraciones:

Flujo de masa de los gases (Externo):, caudal en m3/s

Flujo de masa del aire : Se obtendrá a través de un balanceTérmico del sistema: Kg/h caudal m3/s

Velocidad del gas ( externo ): m/s

Temperatura de gases entrada ( externo) : Temperatura de gases salida ( externo) :

Temperatura de aire entrada (interna) : Temperatura de aire salida (interna) : El banco de tubos : rectangular, Longitud: se determinara a través

de la variación de los números de tubos , diámetro del tubo,separación transversal, Reynolds y la altura del intercambiador.

Arreglos de tubos en el banco: escalonados, en configuraciónequilátera

Diseño del Recuperador de Calor


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Análisis termodinámico

Análisis térmico1) numero de tubos2) velocidad máxima de los

gases3) velocidad de gas interna4) Numero de Reynolds

externo5) Número de Nusselt.

(Correlación deGrimison)

6) Numero de Nusseltinterno7) Número de Nusselt

interno8) La convección interna

como externa9) La transferencia de calor

que se requiere Tasa decambio de energía

10) Caída de presión

1126,213,65440110100,02130,01581/2

FilasV internaV max.N total

N tubopor

paso

N TUBOPORFILA

Dexterno

DinternoD pulg.

Caudal medio 0.7945 m3/s

Potencia de 3 Hp

Análisis Químico del Combustible mas otroscomponentes

Las propiedades más importantesque se caracterizan a loscombustibles son:1) composición2) poder calorífico3) viscosidad4) densidad5) limite de inflamabilidad6) Punto de inflamabilidad o

temperatura de ignición7) Temperatura de combustión8) Contenido de azufre.Se procede a plantear la ecuación decombustión,


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REACCIONES DE COMBUSTIÓN

Diagrama de Ostwald


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Dimensionamiento de la Chimenea

Tasa de Emisiones

Diámetro del conducto.

Altura de la chimenea

Altura de la pluma ∆h, seutilizara las ecuación deBrigss

Calidad de aireEl límite máximo permisible de concentración, a nivel del suelo, de uncontaminante del aire durante un tiempo promedio de muestreo determinado.(TULAS) libro 6 anexo 4 sección 4.1.2 establece para el Dióxido de azufre(SO2).

El promedio aritmético de la concentración 80 µg/m3

La concentración máxima en 24 horas 350 µg/m3

utilizara el modelo matemático de la distribución de Gauss.

Consideraciones: Flujo estable, Magnitud y dirección constante , Noexisten barreras para la dispersión encima o por debajo de la Fuente, Lafuente emite de manera constante un caudal Q, Contaminantes Inertes


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Curva de concentración de CO2, durante 24 horas

Curva de Concentración de SO2, durante 24 horas


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Reducciones en las emisiones de CO2 con elincremento de la eficiencia energética.

Normas técnicas

Temperatura > 1200 °C

Tiempo de residencia 2 seg

Capacidad : 20 Kg

Simulación Experimental

•Cámara ( con y sin parrilla)

•Quemador

•Aire de Combustión

Primera etapa

Segunda etapa

•Post – Combustor

•Depuración de gases

•Chimenea

EJEMPLO DE APLICACIÓN


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Parámetros a controlar en la incineración

EN LOS PRODUCTOS DE LACOMBUSTIÓN SE PUEDEENCONTRAR :

MetalesOloreshollín

N2,CO2, NOx.SO2CO

GASES

LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES AL AIRE PARA FUENTES FIJAS DE COMBUSTIÓN.NORMA PARA FUENTES EN OPERACIÓN A PARTIR

DE ENERO DE 2003 ( TULAS)

No AplicableNo AplicableGaseoso

mg/Nm31 650Líquido

mg/Nm31 650SólidoDióxido deAzufre

mg/Nm3400Gaseoso

mg/Nm3550Líquido

mg/Nm3850SólidoÓxidos deNitrógeno

No AplicableNo AplicableGaseoso

mg/Nm3150Líquido

mg/Nm3150SólidoPartículasTotales

UNIDADES [1]VALORCOMBUSTIBLEUTILIZADO

CONTAMINAN-TE EMITIDO

Actualmente los horno de combustión en general no presentan sistemasde pre-calentamiento por consiguiente tiene un consumo decombustible mayor

La presencia de un sistema de pre- calentamiento permite ladisminución del consumo de combustible ya que se reutiliza laenergía que se emitía a la atmósfera, por esta razón se disminuye lageneración de contaminantes producto de la combustión.

La presencia de una segunda o tercera cámaras permiten cumplir lasnormas técnicas ambientales para la eliminación de sustancias enciertos casos ( en función de ciertos casos)

CONCLUSIONES

Esquema Interactivo


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GRACIAS

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