O conceito de eficiência ambiental em equipamentos está cada vez mais em evidência com osdesdobramentos sobre o clima com o aquecimento global, e, dentre os equipamentos industriais,os queimadores possuem um dos maiores impactos nesta discussão por se tratar de umequipamento de combustão industrial. O desenvolvimento de queimadores mais eficientesambientalmente, com a redução de emissões é imprescindível para o adequado uso decombustíveis fósseis durante a fase de transição entre esta fonte de energia e as energiasrenováveis, o que pode durar mais de cinqüenta anos. O presente trabalho avalia através desimulação numérica e experimentos a utilização da técnica da combustão enriquecida poroxigênio – OEC – e sua interação com a formação de fuligem, radiação térmica e emissão deNOx e aldeídos, através das taxas de emissões de formaldeído e acetaldeído – precursores para aprodução de ozônio troposférico e outros contaminantes atmosféricos – em chamas confinadas degás natural, tecnologia esta mais difundida na indústria siderúrgica, de vidros, entre outras. Aliteratura apresenta trabalhos em que a utilização da técnica de OEC – técnica que possui pontosimportantes de melhoria da eficiência térmica da combustão – causa em certas condições oaumento da formação de fuligem. A fuligem como um meio participante importante na radiaçãotérmica, pode, com a sua interação com a OEC, trazer o aumento de eficiência térmica nosqueimadores, implementando a transferência de calor das chamas para as superfícies deaquecimento, diminuindo o consumo de combustível, a temperatura de chama, e, porconseqüência, reduzindo a formação do NO x térmico. A utilização da OEC também traria umaredução da taxas de emissão de aldeídos. Na simulação numérica e experimentos foram utilizadosbaixos níveis de enriquecimento, os quais não requerem mudanças significativas emequipamentos existentes (teores de O 2 no oxidante de 23 e 25%). Os ensaios foram realizados emuma câmara de combustão cilíndrica, em um queimador com injeção central de gás natural eviiiescoamento paralelo do oxidante. A concentração de fuligem foi verificada através da técnica nãointrusiva de extinção da luz do laser. A radiação térmica foi medida no espectro de influência dafuligem com autilização de um radiômetro. As taxas de emissão de NOx foram medidas atravésde analisador portátil de gases. As taxas de emissão de formaldeído e acetaldeído foramverificadas através de análise em cromatógrafo a líquido. Com a utilização de enriquecimento dooxidante de 2 e 4%, houve um aumento da concentração da fuligem e da radiação térmica noespectro de influência desta. As concentrações de NOx na saída da câmara com o uso da OECpermaneceram dentro da mesma faixa encontrada para a queima com o ar não enriquecido. Astaxas de emissão de formaldeído e acetaldeído foram reduzidas com o uso da OEC emcomparação com o uso do ar atmosférico como oxidante. Os resultados sugerem que a utilizaçãoda OEC em chamas confinadas pode representar uma ferramenta útil para o controle da fuligem eda radiação térmica na chama e para uma redução efetiva da emissão de NOx, formaldeído eacetaldeído. Esta tecnologia pode ser uma ferramenta importante para a adequação da indústriaem geral, em especial a de petróleo e gás, ao desafio tecnológico associado à redução dosimpactos ambientais.

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Tese de Alex Álisson Bandeira Santos.pdf