Diseño de una caldera piroacuotubular (mixta) para la reducción de emisiones de gases de combustión mediante la generación simultánea de agua caliente y vapor de agua

Abstract

La protección del medio ambiente es un desafío continuo que requiere innovar el proceso de combustión de las calderas que emiten gases contaminantes. Esta investigación propone un diseño novedoso de caldera piro acuotubular (mixta) que reduce la emisión de gases de combustión por agua caliente y vapor de agua. La metodología aplicada considera el dimensionamiento-construcción, modificación y cálculo analítico del volumen de agua, masas metálicas, calor para generación de agua caliente y vapor de agua, así como los gases de combustión emitidos. Se aplica el método de transferencia de calor de Ganapaty para priorizar la velocidad de desplazamiento del gas, la caída de presión a lo largo de la tubería y su aplicación en superficies. También consumos de combustibles y emisiones de gases de combustión y cantidad de carbón al medio ambiente para las cuatro opciones posibles de generación de agua caliente y vapor de agua. En la generación paralela de agua caliente y vapor de agua se obtuvo una masa de CO2 (1 782,72 kg/h) y CO (5,48 kg/h); estas masas se compararon con los resultados del diseño propuesto, obteniendo una reducción de la masa de gases emitidos al medio ambiente en agua caliente CO2 (44,35%) y CO (44,27%); vapor CO2 (55,65%) y CO (55,66%). Se logró una reducción significativa en la generación simultánea de agua caliente y vapor de agua respecto a la generación individual y generación en paralelo, también en los cálculos se compara la cantidad de carbón que se emite al generar ambos tipos de fluidos en forma simultánea al ambiente respecto de una cantidad de carbón en paralelo por dos unidades de las mismas características reduciendo la cantidad de carbón en 55.64% lo que demuestra que la generación simultánea de la caldera piro acuotubular (mixta) reduce la emisión de gases de combustión.