Title

DESENVOLVIMENTO DE CÂMARAS DE COMBUSTÃO RQL PARA QUEIMA DE GÁS NATURAL

DEVELOPMENT OF RQL CHAMBER FOR NATURAL GAS COMBUSTION

Authorship

Lacava, Pedro Teixeira; Garcia, Said Arafat Gomes; Perez, José Hilarion Aponte; Martins, Cristiane Aparecida

Lacava, Pedro Teixeira

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Garcia, Said Arafat Gomes

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Perez, José Hilarion Aponte

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Martins, Cristiane Aparecida

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DOI

10.5151/2594-3626-0008

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Abstract

O presente trabalho apresenta um sistema de combustão que propicia uma queima do tipo RQL (do inglês “Rich – Quench – Lean”) para o gás natural, ou seja, uma combustão em duas fases, a primeira onde a queima é com deficiência de oxidante, e a segunda onde há excesso de oxidante. Esse tipo de estrutura de combustão permite conciliar baixas emissões de NOx com baixas emissões de poluentes de oxidação parcial, como CO, hidrocarbonetos não queimados e fuligem. O conceito das câmaras de combustão RQL tradicionais está baseado na injeção estagiada dos reagentes ao longo da câmara, criando regiões de combustão desfavoráveis para formação de NOx. Neste novo conceito de câmara, essa condição de combustão desfavorável para formação de NOx não é atingida através da injeção estagiada dos reagentes, mas através do controle da dinâmica do processo de mistura dos reagentes no interior da câmara, propiciando algumas vantagens em relação ao processo tradicional. No presente trabalho são apresentados resultados sobre a primeira fase do projeto, onde se identificou como os parâmetros controladores da câmara alteram a geometria da chama e os limites de operação da combustão.

The present work shows a new Rich – Quench – Lean – RQL combustion system for natural gas. The combustion happens in two phases; the first one with oxidant deficiency, or fuel rich combustion, and the second one is a fuel lean combustion. This combustion structure allows the conciliation of low NOx emissions and partial oxidation combustion products, as carbon monoxide, unburned hydrocarbons and soot. The idea of the traditional RQL combustors is the staged reactants injections through the chamber, providing some unfavorable regions for NOx formation. But in the new concept proposed here, these unfavorable combustion conditions for NOx formation are reached through the dynamic control of reactants mixing process into the chamber, favoring some advantages in relation of traditional RQL process. The present work shows the results for how the control parameters change the flame shape and the combustion limits.

Keywords

Combustão; Gás natural; Combustão RQL.

Combustion; Natural gas; RQL combustion.