Centro de desarrollo tecnológico Sustentable SISTEMA DE POST-COMBUSTIÓN Y REDUCCIÓN DE EMISIONES PARA HORNOS DE COMBUSTIÓN OBJETIVOS

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1 Centro de desarrollo tecnológico Sustentable CORPORACION PARA EL MEJORAMIENTO DEL AIRE DE QUITO SISTEMA DE POST-COMBUSTIÓN Y REDUCCIÓN DE EMISIONES PARA HORNOS DE COMBUSTIÓN EXPOSITOR. Ing. Emérita Delgado Plaza OBJETIVOS ) Contribuir a la generación de un diseño técnico de cámaras de pos- combustión de fácil construcción y bajo costo permitiendo además recuperar calor a través del sistema de enfriamiento, adaptándolo a las condiciones y necesidades locales ) Utilizar menos combustible. 3) Diseño de sistemas reducción y control de contaminantes que generan polución ambiental( CO, SO, Nox, ect), temperatura de salidas de los gases.

2 CÁMARA DE POS- COMBUSTIÓN Estabilidad térmica del horno ) método de Schmidt ( temperatura con respecto a la distribución del espesor de la pared, estado transiente ) ) Balance térmico Consumo de combustible m Fuel = m Cp T Paredes Paredes Paredes ( Hv 0Cp T ) Fuel Gases Gases 3) Tiempo de residencia t Re sidencia V = Q Volumendelacamara Caudal delosgasesdecombustion

3 DISEÑO DEL CONECTOR EL objetivo del conector es aumentar la turbulencia de los gases para lograr un incremento e n la velocidad de los gases en la entrada del recuperador de calor. A *V = A *V Dimensiones del acople: π*(d d )/4*V = π*(d d )/4*V De=0.40m Ve=3.75 m/s Ds=0.30 m. Vs4.5 m/s Diseño del Recuperador de Calor Consideraciones: Flujo de masa de los gases (Externo):, caudal en m 3 /s Flujo de masa del aire : Se obtendrá a través de un balance Térmico del sistema: Kg/h caudal m 3 /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 configuración equilátera 3

4 Análisis termodinámico Análisis térmico ) numero de tubos ) velocidad máxima de los gases 3) velocidad de gas interna 4) Numero de Reynolds externo 5) Número de Nusselt. (Correlación de Grimison) 6) Numero de Nusselt interno 7) Número de Nusselt interno 8) La convección interna como externa 9) La transferencia de calor que se requiere Tasa de cambio de energía 0) Caída de presión D pulg. / D interno 0,058 D externo 0,03 N TUBO POR FILA 0 N tubo por paso 0 N total 440 V max. 3,65 Caudal medio m3/s Potencia de 3 Hp V interna 6, Filas Análisis Químico del Combustible mas otros componentes Las propiedades más importantes que se caracterizan a los combustibles son: ) composición ) poder calorífico 3) viscosidad 4) densidad 5) limite de inflamabilidad 6) Punto de inflamabilidad o temperatura de ignición 7) Temperatura de combustión 8) Contenido de azufre. Se procede a plantear la ecuación de combustión, 4

5 REACCIONES DE COMBUSTIÓN Diagrama de Ostwald 5

6 Dimensionamiento de la Chimenea Tasa de Emisiones Diámetro del conducto. Altura de la chimenea Altura de la pluma h, se utilizara las ecuación de Brigss Calidad de aire El límite máximo permisible de concentración, a nivel del suelo, de un contaminante del aire durante un tiempo promedio de muestreo determinado. (TULAS) libro 6 anexo 4 sección 4.. establece para el Dióxido de azufre (SO). El promedio aritmético de la concentración 80 µg/m3 La concentración máxima en 4 horas 350 µg/m3 utilizara el modelo matemático de la distribución de Gauss. Consideraciones: Flujo estable, Magnitud y dirección constante, No existen barreras para la dispersión encima o por debajo de la Fuente, La fuente emite de manera constante un caudal Q, Contaminantes Inertes 6

7 Curva de concentración de CO, durante 4 horas Curva de Concentración de SO, durante 4 horas 7

8 Reducciones en las emisiones de CO con el incremento de la eficiencia energética. Normas técnicas Temperatura > 00 C Tiempo de residencia seg Capacidad : 0 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 8

9 Parámetros a controlar en la incineración EN LOS PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN SE PUEDE ENCONTRAR : GASES N, CO, NOx. SO CO LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES AL AIRE PARA FUENTES FIJAS DE COMBUSTIÓN. NORMA PARA FUENTES EN OPERACIÓN A PARTIR DE ENERO DE 003 ( TULAS) CONTAMINAN- TE EMITIDO Partículas Totales COMBUSTIBLE UTILIZADO Sólido Líquido Gaseoso VALOR No Aplicable UNIDADES [] No Aplicable Óxidos de Nitrógeno Sólido 850 Líquido 550 Metales Olores hollín Dióxido de Azufre Gaseoso Sólido Líquido Gaseoso No Aplicable No Aplicable CONCLUSIONES Actualmente los horno de combustión en general no presentan sistemas de pre-calentamiento por consiguiente tiene un consumo de combustible mayor La presencia de un sistema de pre- calentamiento permite la disminución del consumo de combustible ya que se reutiliza la energía que se emitía a la atmósfera, por esta razón se disminuye la generación de contaminantes producto de la combustión. La presencia de una segunda o tercera cámaras permiten cumplir las normas técnicas ambientales para la eliminación de sustancias en ciertos casos ( en función de ciertos casos) Esquema Interactivo 9

10 GRACIAS 0