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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