Uso da oxi-combustão em equipamentos convencionais como alternativa a queima com ar

Abstract

Este estudo apresenta uma simulação em computador do processo de queima com oxigênio puro de gás natural, Óleo 2A, diesel e GLP com a finalidade de se prever concentrações de reagentes e o comportamento da temperatura na câmara de combustão. Posteriormente, realizou-se uma comparação experimental entre a queima com ar e com oxigênio utilizando para isto, gás GLP em uma câmara de combustão vertical. Os resultados mostram que é possível equiparar a oxi-combustão com a queima com ar em termos energéticos, porém mantendo-se os benefícios da alta eficiência e das emissões gasosas, isso porque na queima com oxigênio puro, as emissões de CO2 são concentradas e as de NOx são quase nulas. A substituição também é tecnicamente possível, com poucas modificações na câmara de combustão, apenas uma diminuição nas dimensões da mesma e uma melhoria no isolamento. Dos resultados também se observou que a oxi-combustão quando energeticamente equiparada a queima com ar leva a uma redução no volume de gases gerados, o que diminui a turbulência. A decisão de substituir a queima com ar convencional pela oxi-combustão deve passar por um estudo de viabilidade técnica, econômica e ambiental do sistema particular. Com o protocolo de Kyoto, a oxi-combustão tornou-se objeto de discussão mundial e seu estudo e implementação hoje é necessária, uma vez que petróleo e seus derivados, por serem produtos não renováveis, tendem a aumentar seu preço e esse aumento tem-se intensificado nos últimos anos pela instabilidade política dos países produtores, fora o fato de suas emissões serem extremamente prejudiciais. O uso destes combustíveis de forma mais eficiente e menos poluente é de extrema importância no cenário atual, já que ainda não é possível a total substituição destas fontes energéticas pelas renováveis

This study started with a computer simulation of combustion process with pure oxigen of natural gas, 2A oil, diesel and LPG in order to predict concentrations of reagents and temperature behavior in the chamber. After that, a experimental comparison was carried out between air combustion and oxy combustion using LPG in a vertical combustion chamber. The results show that it is possible to treat equally the oxy combustion with air combustion in terms of energy, but keeping the benefits of high efficiency and gaseous emissions, because with combustion with pure oxygen, CO2 emissions are concentrated and NOx are near zero. The substitution is also technically possible, with few modifications in the combustion chamber, only a decrease in its dimensions and an improvement in isolation. The results also revealed that when oxy combustion is equally treated energetically with air combustion leads to a decrease in gas volume generated, which reduces turbulence. The decision to replace the conventional air combustion with oxy combustion must pass a technical viability study, economic and environmental aspects of the particular system. With the Kyoto protocol, the oxy combustion became the subject of worldwide discussion and its study and implementation is now needed, since petrol oil and its derivatives, because they are non-renewable product, tends to have a price increase and this increase has intensified in recent years by political instability in producing countries, apart from the fact that their emissions are extremely harmful. The use of these fuels more efficiently and cleaner is extremely important in the current scenario, since it is not yet possible to fully replace these by renewable energy sources