COMBUSTIBLES EMULSIONADOS Mejoras en

Transcripción

1 COMBUSTIBLES EMULSIONADOS Mejoras en combustión y medio ambiente Feria de Biocombustibles y Ambiente Ing. German Avila Gerente General

2 EN BUSCA DE UNA ALTERNATIVA! Disminución mundial de reservas de crudo Creciente demanda de energía Incremento en el precio de hidrocarburos Impacto al medio ambiente Marcado interés en la efectiva utilización del crudo existente y en fuentes alternativas de energía. Combustible Emulsionado = combustible mejorado Facilitar y mejorar la utilización de crudos pesados o residuales

3 COMBUSTIBLES EMULSIONADOS Entre las varias categorías de combustibles emulsionados la mas relevante es la de hidrocarburo con agua: 40 años de investigación 15 años de utilización Objetivo - mejorar la combustión y reducir emisiones Existen 2 tipos Emulsión de crudo en agua (el agua es el elemento continuo) Emulsión de agua en crudo (el crudo es el elemento continuo) EMULSION DE CRUDO EN AGUA EMULSION DE AGUA EN CRUDO ACEITE AGUA AGUA CRUDO

4 UTILIZACION ACTUAL Generación eléctrica Motores marítimos Calderas industriales Equipo de construcción Locomotoras Hidrocarburos pesados o residuales i.e. crudo API < 12, residuos de refinación Flotas publicas o de transporte masivo Flotas de recolección de basura Hidrocarburos destilados i.e. Diesel No.2 Productos en el mercado Orimulsión, PuriNox (Lubrizol), Aquazole (Total), PECS Plus (PECS)

5 MEJORAS EN COMBUSTION Como el añadir agua puede mejorar la combustión??? Microexplosión El agua en la superficie de la gota es vaporizada El resto del agua se separa antes de llegar al punto de ebullición y se aglomera en gotas de agua dentro del crudo La presión dentro de la gota de crudo aumenta debido a la vaporización de agua El vapor rompe la capa de crudo y sale con fragmentos de crudo Los fragmentos se queman y generan la explosión de la gota madre Ignition and Combustion Behavior of Asphalt/Water-Emulsified Fuels, K. Namba and K. Kumuto, JSME International Journal

6 MERJORAS EN COMBUSTION Quema de combustible residual Ignition and Combustion Behavior of Asphalt/Water-Emulsified Fuels, K. Namba and K. Kumuto, JSME International Journal

7 MERJORAS EN COMBUSTION Micro explosión de emulsión crudo en agua Ignition and Combustion Behavior of Asphalt/Water-Emulsified Fuels, K. Namba and K. Kumuto, JSME International Journal

8 MERJORAS EN COMBUSTION Paso-a-Paso - Micro explosión de emulsión de crudo residual en agua. Ignition and Combustion Behavior of Asphalt/Water-Emulsified Fuels, K. Namba and K. Kumuto, JSME International Journal

9 MEJORAS EN COMBUSTION El agua no dificulta la combustión, mejora el proceso de combustión debido a que el mecanismo de micro explosión que se presenta simultáneamente: Genera un proceso secundario de atomización de las partículas de crudo Mejora la mezcla de combustible con aire Reduce el tiempo de ignición y quema La presencia de agua permite que el hidrocarburo pesado se queme a temperaturas pico y niveles de exceso de aire menores.

10 COMPARASION FUEL OIL No. 6 vs EMULSION El Fuel Oil atomizado en un quemador fragmenta en gotas de 100 a 200 micrones. Las gotas más grandes tienen una combustión incompleta, escapando en forma de material particulado. Se combustión incompleta y la acumulación de hollín reducen la eficiencia térmica

11 COMPARASION FUEL OIL No 6 vs EMULSION

12 MEJORAS EN MEDIO AMBIENTE NOx óxidos de nitrógeno Existen 4 factores que influyen en la generación de NOx en procesos de combustión Temperatura pico Concentración de oxigeno Tiempo de residencia Concentración de nitrógeno en el combustible La emulsión de crudos residuales con agua ayuda en 3 de los 4 puntos y puede reducir hasta el 60% de emisiones de NOx. CO monóxido de carbono La principal razón para la presencia de CO es la combustión incompleta, al mejorar la combustión es posible lograr un reducción sustancial de CO.

13 MEJORAS EN MEDIO AMBIENTE MP material particulado Además del mantenimiento apropiado del equipo, mejorar la atomización del combustible y la aerodinámica de la combustión reducen el MP. El combustible emulsionado ayuda en los 2 factores y puede reducir el material particulado hasta en un 70%.

14 COMBUSTIBLE PLUS

15 QUE ES EL COMBUSTIBLE PLUS? El Combustible Plus es una micro emulsión inversa trifásica sobre la base de Hidrocarburos Pesados. Petróleo pesado y extrapesado Residuos de refinación Bitumen Desarrollado para abastecer el mercado industrial y termo-eléctrico Resultados excelentes en calderas y quemadores Investigación avanzada en motores Tecnología ecuatoriana

16 RESULTADOS PRUEBAS EN CALDERA TRENZADOS INDUSTRIALES SA

17 COMBUSTIBLE PLUS PRUEBAS EN CALDERA Sitio de Elaboración y Quema TRENZADOS INDUSTRIALES SA, Bogotá, Colombia Control de Prueba TECSOL Control de Emisiones INAMCO LTDA. Análisis Laboratorio INGEOMINAS UNIVERSIDAD NACIONAL Hidrocarburo Pesado Rubiales 12.3 API

18 Parámetro Crudo Rubiales Combustible Plus-R Densidad (kg/m 3 ) 984,3 987,9 Punto de fluidez (ºC) 10 6 Contenido de azufre (% peso) 1,42 0,72 Poder calorífico bruto (Mj/Kg) 43,87 34,31* Presión de inyección del 90 ºC (lpc) Precalentamiento del combustible (ºC) Consumo (gal/h) 13,6-15 ** 13 Eficiencia de Quema (%) *Valores obtenidos de muestras de laboratorio. **El crudo Rubiales no se quema en la caldera en forma homogénea por lo que el consumo oscila, en cambio el Combustible Plus sí.

19 EMISIONES Composición del Gas Emitido con Combustible Plus R Dióxido de carbono (%CO 2 ) 4,4 Oxígeno (%O 2 ) 10,4 Monóxido de carbono (%CO) 0 Nitrógeno (%N 2 ) 85,2 Emisiones Crudo Rubiales Combustible Plus R Material Particulado (mg/m 3 ) ,1 SOx (mg/m 3 ) NOx (mg/m 3 ) 138,4 8,02

20 PRUEBA DE FLUIDEZ DE HIDROCARBUROS PESADOS Y EMULSIONES Fluidez (min.: seg.)* Muestras Hidrocarburo Pesado Plus Castilla 19:30 0:26 Rubiales 21:45 01:25 Fuel Oil 12:19 00:13 * Tiempo que demoran en caer 10 g de la muestra desde el embudo hasta el vaso de precipitados.

21 CONCLUSIONES SOBRE LOS RESULTADOS Disminución de la viscosidad. Aumento notorio de la fluidez. Disminución de las emisiones contaminantes. Eficiencia de combustión 99% Alta estabilidad

22 COMBUSTIBLES PLUS EN MOTORES Varia empresas (incluyendo Warstila) han desarrollado una tecnología de inyeccion para motores que permite el empleo de emulsiones en frío (< 100 C). No requiere modificaciones significativas en el motor, únicamente el sistema de inyección del mismo. Las emulsiones PLUS han demostraron ser suficientemente estables como para que no se revierta la emulsión al circular en el sistema de inyección. La tecnología PLUS permite usar como combustible residuos altamente viscosos, permitiendo su utilización con muy buenos márgenes económicos.

23 IMPORTANCIA PARA EL ECUADOR En el 2007 se proyecta el consumo será de 9.23 millones de barriles de Fuel Oil La fabricación de Fuel Oil requiere de la utilización de aproximadamente 30% de diesel La utilizacion de combustible emulsionado es una alternativa al uso de Fuel Oil y por lo tanto reduciria notablemente el consumo de diesel utilizado en su fabricacion. El diesel es un combustible que actualmente se importa y tiene un alto margen de subsidio, esto representa un alto costo al pais Para el año 2025 se estima un incremento en el consumo del 45% de Fuel Oil Existen reservas de crudo pesado que superan los 1000 millones de barriles, con varios campos por investigar (ITT, Pungarayacu) Es necesario dar la mas eficiente utilización a los recursos energéticos del país.

24 Preguntas?

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