Simulación Numérica del Proceso de Requemado de Gases para la Reducción de Óxidos de Nitrógeno (NOx) Translated title: Numerical Simulation of the Reburning Technology for Nitrogen Oxides (NOx) Reduction

Abstract

El presente trabajo tiene como objetivo desarrollar capacidades de modelado que simulen el proceso de reducción de NOx por la tecnología del requemado de gases. En el modelo cinético construido solo se consideraron algunos de los factores que determinan la producción de óxidos de nitrógeno. La emisión de NOx procedente de la combustión del carbón mineral en generadores de vapor, es un problema ambiental importante, ya que se ha demostrado que contribuye a la formación de la lluvia ácida y del esmog troposférico. El requemado de gases proporciona una buena opción para reducir las emisiones de NOx en instalaciones donde usan calderas a carbón. Los gases de NOx emitidos por la caldera, entran a la zona de requemado y se combinan con gas natural que es inyectado para que actúe como un agente reductor. El análisis se hace para un tiempo de residencia de 0.1 y 0.2 seg., y temperaturas de gases 1,000 a 2,000 K, con concentración de gas natural de 7.5 a 35 %. Los resultados muestran una buena equivalencia de reducción de NOx comparados con el modelo de Braun aunque se puede mejorar el modelo presentado integrándolo con un modelo detallado de la mecánica de fluidos turbulenta.

Translated abstract

The aim of this work was to develop modeling capabilities which could be used to simulate the processes of reduction of NOx in reburn technology. The kinetic model developed in this work considers only some of the factors that contribute to nitrogen oxide production. Emission of NOx from the combustion of coal is an important environmental problem, since it has been demonstrated that it contributes to the formation of the acid rain and of tropospheric smog. Gas reburning is a useful option for the reduction of emissions of NOx in installations equipped with coal-fired boilers. Gases from the boiler containing NOx, enter a reburning zone and are combined with natural gas that is injected in order to act as a reducing agent, which transforms the NOx into N2. Analyses were done for residence times of 0.1 and 0.2 sec., at a range of temperatures between 1,000 - 2,000 K, and natural gas concentration from 7.5 - 35 %.The results show that good agreement with those of Braun although the model could be improved integrating it with a detailed turbulent fluid mechanic model.