Ignición de carbones en lecho fluidizado

Resumen: En la presente investigación, se evaluó experimentalmente la temperatura o punto de ignición de algunos carbones disponibles en el medio, utilizando el método de lecho fluidizado a presión atmosférica. Igualmente se desarrolló un modelo teórico para la predicción de la temperatura y el tiem...

Full description

Autores:
De la cruz Morales, Javier Fernando
Tipo de recurso:
Fecha de publicación:
2000
Institución:
Universidad Nacional de Colombia
Repositorio:
Universidad Nacional de Colombia
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.unal.edu.co:unal/11814
Acceso en línea:
https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11814
http://bdigital.unal.edu.co/9357/
Palabra clave:
66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Temperatura
Carbones
Tiempo de ignición
Temperature
Coals
Ignition timing
Rights
openAccess
License
Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
id UNACIONAL2_0b70ecede67098538d70c433ac9c2db0
oai_identifier_str oai:repositorio.unal.edu.co:unal/11814
network_acronym_str UNACIONAL2
network_name_str Universidad Nacional de Colombia
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Ignición de carbones en lecho fluidizado
title Ignición de carbones en lecho fluidizado
spellingShingle Ignición de carbones en lecho fluidizado
66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Temperatura
Carbones
Tiempo de ignición
Temperature
Coals
Ignition timing
title_short Ignición de carbones en lecho fluidizado
title_full Ignición de carbones en lecho fluidizado
title_fullStr Ignición de carbones en lecho fluidizado
title_full_unstemmed Ignición de carbones en lecho fluidizado
title_sort Ignición de carbones en lecho fluidizado
dc.creator.fl_str_mv De la cruz Morales, Javier Fernando
dc.contributor.advisor.spa.fl_str_mv Londoño Giraldo, Carlos Arturo (Thesis advisor)
dc.contributor.author.spa.fl_str_mv De la cruz Morales, Javier Fernando
dc.subject.ddc.spa.fl_str_mv 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
topic 66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineering
Temperatura
Carbones
Tiempo de ignición
Temperature
Coals
Ignition timing
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv Temperatura
Carbones
Tiempo de ignición
Temperature
Coals
Ignition timing
description Resumen: En la presente investigación, se evaluó experimentalmente la temperatura o punto de ignición de algunos carbones disponibles en el medio, utilizando el método de lecho fluidizado a presión atmosférica. Igualmente se desarrolló un modelo teórico para la predicción de la temperatura y el tiempo de ignición. Este informe comienza con una descripción breve de los diferentes métodos o modelos de ignición de carbones reportados en la literatura científica al respecto. Esta parte es sustentada por una recopilación bibliográfica y constituye el marco teórico. En la revisión bibliográfica que se realizó no se encontró información sobre la ignición de partículas de carbón en lecho fluidizado. Es por esto que se hace necesario relacionar los modelos propuestos, todos ellos considerando a una partícula de carbón o de char rodeada de un ambiente reactivo (en presencia de aire u oxígeno a altas temperaturas), con la técnica de lechos fluid izados. La importancia de la relación entre los lechos fluidizados y la temperatura de ignición tiene que ver con lo que se utiliza actualmente en la industria, donde se tienden a favorecer los mecanismos de transferencia de calor y de masa, en diferentes equipos, por ejemplo, los combustores. También existen otros equipos en los cuales no se desea que se prenda el carbón, por ejemplo, el secado. La forma como se presenta la relación mencionada, conduce a un modelo matemático que predice la temperatura y el tiempo de ignición de una partícula de carbón. Para alcanzar estos fines se requiere de un proceso computacional, Para lo cual se desarrolló un software en lenguaje de programación C++, que además muestra la historia térmica de la partícula. Partiendo de las suposiciones básicas del modelo se utilizan varias de las ecuaciones que rigen el proceso, además se introducen parámetros muy importantes, como composiciones del carbón derivadas de su análisis próximo, fracción molar del oxígeno en la corriente gaseosa alimentada, temperatura del lecho, número de f1uidización y diámetro de la partícula. Como punto de partida, se ha escogido un lecho con partículas de arena, con diámetro promedio de 0.5 mm, pero se puede extender a otros lechos, dependiendo de lo que se quiera simular. Para validar y comparar el modelo se han hecho una serie de ensayos, los cuales arrojaron resultados muy satisfactorios. Se han escogido partículas de carbón directamente como salen de la clasificación por tamaños y sin un retoque final, pretendiendo con ello obtener un comportamiento más real. El procedimiento experimental se hace calentando un horno de lecho f1uidizado a una temperatura fija, se sujeta una partícula de carbón a una termocupla que se deja caer súbitamente dentro del horno, previamente se debe tener un sistema de adquisición de datos acoplado a un computador, el cual colecta, procesa y suministra datos de salida, incluyendo la historia térmica. Estos datos sirven para hallar la temperatura y tiempo de ignición, la velocidad de calentamiento de la partícula en todo instante (dT/dt), y la derivada de segundo orden (d2T/df) que determina las condiciones de ignición. Los resultados obtenidos se pueden resumir, tanto para el modelo propuesto como para los ensayos, así: Para un mismo número de f1uidización y entre números de f1uidización diferentes, al aumentar el diámetro de la partícula disminuye la temperatura de ignición en el mismo tipo de carbón. Para un mismo tamaño de partícula, la temperatura de ignición aumenta con el incremento de la temperatura del horno y/o del número de fluidización. Respecto al tiempo de ignición, este disminuye al aumentar el número de fluidización y/o la temperatura del lecho, y aumenta al incrementar el diámetro de partícula. Es recomendable dentro de la técnica experimental utilizada en este trabajo, realizar una revalorización de los parámetros cinéticos de la ignición de carbones, energía de activación (E) y el factor de frecuencia (ko. eh), porque una vez obtenidos los resultados se pueden reingresar al modelo y re calcular nuevamente dichos parámetros.
publishDate 2000
dc.date.issued.spa.fl_str_mv 2000
dc.date.accessioned.spa.fl_str_mv 2019-06-25T00:31:54Z
dc.date.available.spa.fl_str_mv 2019-06-25T00:31:54Z
dc.type.spa.fl_str_mv Trabajo de grado - Maestría
dc.type.driver.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
dc.type.version.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/acceptedVersion
dc.type.content.spa.fl_str_mv Text
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/TM
status_str acceptedVersion
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11814
dc.identifier.eprints.spa.fl_str_mv http://bdigital.unal.edu.co/9357/
url https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11814
http://bdigital.unal.edu.co/9357/
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.ispartof.spa.fl_str_mv Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín Facultad de Minas Escuela de Geociencias y Medio Ambiente
Escuela de Geociencias y Medio Ambiente
dc.relation.references.spa.fl_str_mv De la cruz Morales, Javier Fernando (2000) Ignición de carbones en lecho fluidizado. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.
dc.rights.spa.fl_str_mv Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia
dc.rights.coar.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.license.spa.fl_str_mv Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
dc.rights.uri.spa.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Atribución-NoComercial 4.0 Internacional
Derechos reservados - Universidad Nacional de Colombia
http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv application/pdf
institution Universidad Nacional de Colombia
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/2/70083226.%202000_Parte1.pdf
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/1/70083226.%202000_Parte2.pdf
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/3/70083226.%202000_Parte3.pdf
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/4/70083226.%202000_Parte4.pdf
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/5/70083226.%202000_Parte1.pdf.jpg
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/6/70083226.%202000_Parte2.pdf.jpg
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/7/70083226.%202000_Parte3.pdf.jpg
https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/8/70083226.%202000_Parte4.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv bfb03dcfc341cf84a14fb42791436f96
dbe4d7913f31d3c4bd5f71e142eda7ae
d1a01e93af4c210f81fbfc75ba5822ac
2ede20f98e9ac94adfa77eeede5e3946
1f22d254fcca172eb3a3b8590d69cc81
7c6412cc1b4c201a69ed4c2fa60fa54d
685272e86a7cdd134fbf4803d9615373
2f678e03f162119237f884f4e789e3e1
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombia
repository.mail.fl_str_mv repositorio_nal@unal.edu.co
_version_ 1814089883941076992
spelling Atribución-NoComercial 4.0 InternacionalDerechos reservados - Universidad Nacional de Colombiahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Londoño Giraldo, Carlos Arturo (Thesis advisor)f46f0fd0-fd8d-4819-8a0b-1b3e49b51884-1De la cruz Morales, Javier Fernando73fcb079-8cca-4a35-8d52-942d62f04a383002019-06-25T00:31:54Z2019-06-25T00:31:54Z2000https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/11814http://bdigital.unal.edu.co/9357/Resumen: En la presente investigación, se evaluó experimentalmente la temperatura o punto de ignición de algunos carbones disponibles en el medio, utilizando el método de lecho fluidizado a presión atmosférica. Igualmente se desarrolló un modelo teórico para la predicción de la temperatura y el tiempo de ignición. Este informe comienza con una descripción breve de los diferentes métodos o modelos de ignición de carbones reportados en la literatura científica al respecto. Esta parte es sustentada por una recopilación bibliográfica y constituye el marco teórico. En la revisión bibliográfica que se realizó no se encontró información sobre la ignición de partículas de carbón en lecho fluidizado. Es por esto que se hace necesario relacionar los modelos propuestos, todos ellos considerando a una partícula de carbón o de char rodeada de un ambiente reactivo (en presencia de aire u oxígeno a altas temperaturas), con la técnica de lechos fluid izados. La importancia de la relación entre los lechos fluidizados y la temperatura de ignición tiene que ver con lo que se utiliza actualmente en la industria, donde se tienden a favorecer los mecanismos de transferencia de calor y de masa, en diferentes equipos, por ejemplo, los combustores. También existen otros equipos en los cuales no se desea que se prenda el carbón, por ejemplo, el secado. La forma como se presenta la relación mencionada, conduce a un modelo matemático que predice la temperatura y el tiempo de ignición de una partícula de carbón. Para alcanzar estos fines se requiere de un proceso computacional, Para lo cual se desarrolló un software en lenguaje de programación C++, que además muestra la historia térmica de la partícula. Partiendo de las suposiciones básicas del modelo se utilizan varias de las ecuaciones que rigen el proceso, además se introducen parámetros muy importantes, como composiciones del carbón derivadas de su análisis próximo, fracción molar del oxígeno en la corriente gaseosa alimentada, temperatura del lecho, número de f1uidización y diámetro de la partícula. Como punto de partida, se ha escogido un lecho con partículas de arena, con diámetro promedio de 0.5 mm, pero se puede extender a otros lechos, dependiendo de lo que se quiera simular. Para validar y comparar el modelo se han hecho una serie de ensayos, los cuales arrojaron resultados muy satisfactorios. Se han escogido partículas de carbón directamente como salen de la clasificación por tamaños y sin un retoque final, pretendiendo con ello obtener un comportamiento más real. El procedimiento experimental se hace calentando un horno de lecho f1uidizado a una temperatura fija, se sujeta una partícula de carbón a una termocupla que se deja caer súbitamente dentro del horno, previamente se debe tener un sistema de adquisición de datos acoplado a un computador, el cual colecta, procesa y suministra datos de salida, incluyendo la historia térmica. Estos datos sirven para hallar la temperatura y tiempo de ignición, la velocidad de calentamiento de la partícula en todo instante (dT/dt), y la derivada de segundo orden (d2T/df) que determina las condiciones de ignición. Los resultados obtenidos se pueden resumir, tanto para el modelo propuesto como para los ensayos, así: Para un mismo número de f1uidización y entre números de f1uidización diferentes, al aumentar el diámetro de la partícula disminuye la temperatura de ignición en el mismo tipo de carbón. Para un mismo tamaño de partícula, la temperatura de ignición aumenta con el incremento de la temperatura del horno y/o del número de fluidización. Respecto al tiempo de ignición, este disminuye al aumentar el número de fluidización y/o la temperatura del lecho, y aumenta al incrementar el diámetro de partícula. Es recomendable dentro de la técnica experimental utilizada en este trabajo, realizar una revalorización de los parámetros cinéticos de la ignición de carbones, energía de activación (E) y el factor de frecuencia (ko. eh), porque una vez obtenidos los resultados se pueden reingresar al modelo y re calcular nuevamente dichos parámetros.Maestríaapplication/pdfspaUniversidad Nacional de Colombia Sede Medellín Facultad de Minas Escuela de Geociencias y Medio AmbienteEscuela de Geociencias y Medio AmbienteDe la cruz Morales, Javier Fernando (2000) Ignición de carbones en lecho fluidizado. Maestría thesis, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.66 Ingeniería química y Tecnologías relacionadas/ Chemical engineeringTemperaturaCarbonesTiempo de igniciónTemperatureCoalsIgnition timingIgnición de carbones en lecho fluidizadoTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionTexthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMORIGINAL70083226. 2000_Parte1.pdfTesis de Maestría en Ingeniería - Materiales y Procesos1application/pdf5853431https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/2/70083226.%202000_Parte1.pdfbfb03dcfc341cf84a14fb42791436f96MD5270083226. 2000_Parte2.pdfTesis de Maestría en Ingeniería - Materiales y Procesos2application/pdf5492017https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/1/70083226.%202000_Parte2.pdfdbe4d7913f31d3c4bd5f71e142eda7aeMD5170083226. 2000_Parte3.pdfTesis de Maestría en Ingeniería - Materiales y Procesos3application/pdf5765302https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/3/70083226.%202000_Parte3.pdfd1a01e93af4c210f81fbfc75ba5822acMD5370083226. 2000_Parte4.pdfTesis de Tesis de Maestría en Ingeniería - Materiales y Procesos4application/pdf5056564https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/4/70083226.%202000_Parte4.pdf2ede20f98e9ac94adfa77eeede5e3946MD54THUMBNAIL70083226. 2000_Parte1.pdf.jpg70083226. 2000_Parte1.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5202https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/5/70083226.%202000_Parte1.pdf.jpg1f22d254fcca172eb3a3b8590d69cc81MD5570083226. 2000_Parte2.pdf.jpg70083226. 2000_Parte2.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg7654https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/6/70083226.%202000_Parte2.pdf.jpg7c6412cc1b4c201a69ed4c2fa60fa54dMD5670083226. 2000_Parte3.pdf.jpg70083226. 2000_Parte3.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6854https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/7/70083226.%202000_Parte3.pdf.jpg685272e86a7cdd134fbf4803d9615373MD5770083226. 2000_Parte4.pdf.jpg70083226. 2000_Parte4.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5052https://repositorio.unal.edu.co/bitstream/unal/11814/8/70083226.%202000_Parte4.pdf.jpg2f678e03f162119237f884f4e789e3e1MD58unal/11814oai:repositorio.unal.edu.co:unal/118142023-10-06 22:58:03.527Repositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiarepositorio_nal@unal.edu.co