oxigas
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TRIÁNGULO DE LA COMBUSTIÓN
COMBUSTIBLE OXÍGENO
FUENTE DE IGNICIÓN
COMPOSICION DEL AIRE
NITRÓGENO (78%)OXÍGENO (21%)ARGÓN ( 1%)
TÉCNICAS DE APLICACIÓN DE O2
N
AIRE
AIRE
OXÍGENO
OXÍGENO
COMBUSTIBLE
COMBUSTIBLE
COMBUSTIBLE
PRE MEZCLADO
SUB LANCEADO
OXI - COMBUSTIBLELANZA DE O2
(A)
(B)
(C)
14,500 NM3/ h
14, 877 NM3/ h
79% N277% N2
21% O2
23% O2
377 NM3 / h O2
11, 455 NM3 / h
3, 045 NM3 / h
11, 455 NM3 / h
3, 422 NM3 / hAIRE SALIDA
ENRIQUECIMIENTO SUPLEMENTARIO
14, 500 NM3/ h
79% N2 77% N2
21% O2 23% O2
265 NM3 / h O2
3, 045 NM3 / h3, 045 NM3 / h
11, 455 NM3 / h 10, 194 NM3 / h
AIRE 890 NM3/ h
AIRESALIDA
13, 239 NM3/ h
ENRIQUECIMIENTO EQUIVALENTE
REACCIONES DE COMBUSTION PARA GAS NATURAL
AIRE - GAS NATURAL
CH4 + 2O2 + 7.52N2 ----> CO2 + 2H2O + 7.52N2 + CALOR
OXI - GAS NATURAL
CH4 + 2O2 ----> CO2 + 2H2O + CALOR
REACCIONES DE COMBUSTIÓN
OO
C O
C
OOOOC
C
OO
C + 2 O2 CO2 + O2 + CALOR
CC C O
OO
C
1o) 2 C + O2 2 CO + CALOR
y 2o) 2 CO + O2 2 CO2 + CALOR
(2o)(1o)
a)
b)
COMPOSICION DEL GAS LP
BUTANO (C4H10) - 65%PROPANO (C3H8) - 35%PODER CALORIFICO - 22,250 Kcal/M3
REACCIONES DE COMBUSTION
C4H10 + 6.5 O2 4 CO2 + 5 H2O + CALOR
C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O + CALOR
RELACION GAS LP :O2 = 1: 5.75
EFECTO DEL ENRIQUECIMIENTO CON O2 SOBRE LA TEMPERATURA DE FLAMA
% de Oxígeno
Tem
pera
tura
(°F
)
2,000
2,500
3,000
3,500
4,000
4,500
5,000
15 21 30 50 70 90 100
MECANISMOS DE TRANSFERENCIA DE CALOR
Q = KA (Tf - Tr) CONDUCCIÓNL
Q = hA (Tf - Tr) CONVECCIÓN
Q = σεσεσεσεA (Tf4 - Tr
4) RADIACIÓN
GAS
AIRE
QUEMADOR AIRE - GAS NATURAL
30%
11%
59%
Potencia delQuemador(10 MMBtu / h)
Pérdida de Calorpor la Pared
Pérdida de Caloren Gases deCombustión
Calor Transferidoa la Carga
(1.1 MMBtu / h)
(5.9 MMBtu / h)
(3.0 MMBtu / h)
AIREGAS
OXÍGENOGAS
TECNOLOGÍA EZ-FIRETM ( AOG )
64.3%
15.7%
20%Potencia delQuemador(7 MMBtu / h)
Pérdida de Calorpor la Pared
Pérdida de Caloren Gases deCombustión
Calor Transferidoa la Carga
(1.1 MMBtu / h)
(1.4 MMBtu / h)
(4.5 MMBtu / h)
Vol
umen
de
Gas
es d
e C
ombu
stió
n / V
ol. C
H4
% de Oxígeno20 40 60 80 100
4
6
8
10
REDUCCIÓN DEL VOLUMEN DE GASES DE COMBUSTIÓN 40 a 50%
�La relación de volumenes de Gas - Aire para una combustión estequiométrica es 1:10.3 (para Gas Natural) CH4
1:24.0 (para Propano) C3H81:30.0 (para Butano) C4H10
REDUCCIÓN EN EL CONSUMO DE COMBUSTIBLE 20 a 35%
Con la reducción del volumen de Nitrógeno que entra al horno se puede prescindir de la cantidad de combustible que era necesario para calentarlo desde 25°C hasta la temperatura de los gases de combustión que salen por la chimenea (aproimadamente 600 a 800°C.
Temperatura (°F)
Aho
rro
de C
ombu
stib
le
20
40
60
80
1000 1500 2000 2500 3000
( % )
25%
35%
100%
(%O2)
538 815 1093 1371 1649 (°C)
BALANCE TERMICO QUEMADOR AIRE-GAS
AIREGN
CAMARA DECOMBUSTION
QUEMADORCONVENCIONAL
PERDIDASPOR GASESDE CHIMENEA 5.9 MBTU/Hr(59 %)
PERDIDAS POR LA PARED1.1 MBTU/Hr. (11%)
CALOR TRANSFERIDOA LA CARGA 3.0 MBTU/Hr (30 %)
POTENCIA DELQUEMADOR 10 MBTU/Hr
BALANCE TERMICO QUEMADOR O2-AIRE-GAS
AIREGN
GN
O2
CAMARA DECOMBUSTION
QUEMADORCONVENCIONAL
OXI-QUEMADOR
PERDIDASPOR GASESDE CHIMENEA 1.4 MBTU/Hr(20 %)
PERDIDAS POR LA PARED1.1 MBTU/Hr. (15.7%)
CALOR TRANSFERIDOA LA CARGA 4.5 MBTU/Hr (64.3 %)
POTENCIA DELQUEMADOR 7 MBTU/Hr
BENEFICIOS DEL O2 EN UN PROCESO DE COMBUSTIÓN MEJORADA
• INCREMENTO DE PRODUCCIÓN.
• REDUCCIÓN EN EL CONSUMO DE GAS.
• MENOR VOLUMEN DE GASES DE SALIDA.
• DISMINUCIÓN EN LA GENERACION DE NOX.
• INCREMENTO EN LA EFICIENCIA DEL HORNO.
• REDUCCIÓN EN EL TIEMPO DE FUSIÓN.
• MAYOR TEMPERATURA DE FLAMA.
CONCLUSIÓN GENERAL
UN SISTEMA DE QUEMADOR DEBE SERUN MEDIO PARA QUEMARECONÓMICAMENTE UN COMBUSTIBLECON LOS MEJORES RESULTADOSSOBRE EL PROCESO; SU DISEÑO ESUNA CONSECUENCIA DE LOSPRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LACOMBUSTION.