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Combustión

Toda combustión necesita de un comburente y de un combustible. La mayor parte de las combustiones industriales utilizan aire, del cual toman, como fuente comburente, el oxígeno. El aire es una mezcla de gases, sus dos componentes mayoritarios son el O2 (21%) y el N2 (78%). La utilización del aire como comburente reduce las probabilidades de que las moléculas de O2 se encuentren con las moléculas del combustible, arrastrando además, parte del calor generado en la combustión.

Aplicaciones del O2 como elemento comburente

 

ACTIVIDAD

 

APLICACIÓN

 

FABRICACIÓN DE ACERO

 

 

 

 

ACERÍA INTEGRAL

o  Sobre oxigenación en horno alto.

o  Conversión del acero.

o  Precalentamiento sinterizado y limpieza de cucharas.

 

 

HORNO ELÉCTRICO

o  Inyección de O2 (inyección supersónica, quemadores oxicombustibles, post combustión ALARC-PC, afino).

o  Apoyo con O2 en horno de precalentamiento de palanquilla ALROLL.

o  Precalentamiento sinterizado y limpieza de cucharas.

 

FUNDICIÓN

o  Fusión al oxígeno puro mediante el procedimiento ALJET, horno Sogemi.

o  Apoyo en la fusión en cubilote (inyección supersónica, sobre oxigenación).

o  Precalentamiento sinterizado y limpieza de cucharas

FABRICACIÓN DE NO FERROSOS

 

ALUMINIO

o  Fusión al O2 puro de Al.

o  Apoyo a la fusión con O2 en hornos rotativos y de reverbero para la fusión de Al.

 

 

COBRE

o  Sobre oxigenación en cadenas de tostación.

o  Fusión al O2 puro de Cu.

o  Apoyo a la fusión con O2 en hornos rotativos y de reverbero para la fusión de Cu.

 

 

PLOMO

o  Sobre oxigenación en cadenas de tostación.

o  Fusión al O2 puro de Pb.

o  Apoyo a la fusión con O2 en hornos rotativos y de reverbero para la fusión de Pb.

 

 

ZINC

o  Sobre oxigenación en cadenas de tostación.

o  Apoyo a la fusión con O2 en hornos rotativos y de reverbero para la fusión de Zn.

 

FABRICACIÓN DE VIDRIO

 

 

 

 

ELABORACIÓN PRIMARIA

o  Calentamiento de feeders con quemadores oxicombustibles.

o  Fusión al O2 puro.

o  Apoyo a la fusión con O2.

o  Combustión oscilante.

o  Corte, requemado y pulido de artículos de vidrio.

 

 

TRANSFORMACIÓN

o  Sobre oxigenación de quemadores de trabajo de vidrio.

 

FIBRA DE VIDRIO Y LANA DE ROCA

o  Fusión al O2 puro.

o  Apoyo a la fusión con O2.

FABRICACIÓN DE FRITAS

o  Fusión al O2 puro.

o  Apoyo a la fusión con O2.

o  Utilización de quemadores FMT en salida de frita.

FABRICACIÓN DE CEMENTO Y CAL

o  Apoyo a la fusión en hornos rotativos.

 

El O2 puro, utilizado como comburente, mejora las condiciones de combustión en cuatro aspectos y su efecto depende del grado de sobre oxigenación:

  • Mejora del rendimiento térmico con el consecuente reducción del consumo específico de combustible
  • Mejora de la transmisión térmica incrementando, por lo tanto, la producción y productividad.
  • Mejora de las características de combustión de la llama, y en consecuencia, mejora de la calidad del producto.
  • Reduce el volumen de humos, y en consecuencia, también una disminución de las emisiones atmosféricas.
  • Existen tres grandes tecnologías para enriquecer el comburente con O2.


Enriquecimiento global del aire de combustión

El O2 es adicionado al aire de combustión antes de su entrada en la zona de combustión. Se introduce mediante un difusor en el conducto general del aire de combustión que va al quemador, de forma que se obtenga una mezcla homogénea antes de llegar a la zona de formación de llama. El porcentaje de enriquecimiento es el contenido de O2 que sobrepase del 21% inicial que contiene el aire. Así, un enriquecimiento del 2% significa que la mezcla contiene un 23% de O2. La cantidad de oxígeno a utilizar en cada caso, depende de los objetivos a conseguir y de las limitaciones propias del proceso o de la instalación.

Enriquecimiento local mediante lanzas de inyección

El O2 es inyectado utilizando lanzas de inyección para garantizar una transmisión térmica hacia la zona de la carga. Cuando interesa seleccionar una zona determinada que sea más caliente evitando el sobrecalentamiento del resto, entonces se utiliza lanza de inyección con boquillas ajustadas al caudal y a la velocidad que se desea de salida gas.

Quemadores oxicombustibles

En los quemadores oxicombustibles, el 100% del comburente es O2 puro (exento de inertes) y se utilizan en todos aquellos casos en los que se requiere (o admite) una alta temperatura o una transmisión de calor elevada. Las ventajas de los quemadores oxicombustibles frente a los quemadores tradicionales de aire son, principalmente:

  • su gran rendimiento.
  • pequeño volumen de humos y por tanto baja contaminación.
  • gran flexibilidad.
  • bajo ruido.

En algunos casos se utilizan como sustitutos de los quemadores convencionales (aire-combustible) u otras fuentes de energía y, en otros casos, se utilizan como apoyo de las fuentes de energía existentes (quemadores convencionales aire-combustible, energía eléctrica u otros). AIR LIQUIDE ha desarrollado los quemadores ALGLASS, especiales para las aplicaciones en el sector del vidrio.

Quemadores aire-oxígeno-combustible


Este tipo de quemadores tiene la ventaja de poder utilizarse bien como quemadores convencionales (aire-combustible) o bien como quemadores oxicombustibles y por tanto con todas sus variantes o posibilidades intermedias.