Untitled - Universidade de Santiago de Compostela

30 SII ¿Cómo quemar carbón con EDP’s?
Para estudiar la evolución de la liberación de humedad y volátiles y la gasificación
en una partícula de carbón debemos estudiar como evoluciona la densidad de las
especies que la forman. Esta densidad viene dada por las ecuaciones:
dρV
dt
dρH2O
dt
ρp = ρH2O + ρV + ρC + ρash,
= −3ρgD
a 2 λ4, λ4 = a2
3ρgD B4e −E4/RTp ρV ,
= −3ρgD
a 2 λ5, λ5 = a2
3ρgD B5e −E5/RTp ρH2O,
dρc
dt = −(λ1 + λ1 + λ3),
donde a es el radio de la partícula, B4 y B5, los prefactores de Arrhenius, E4 y E5
las energías de activación de las reacciones de liberación de agua y volátiles, D el
coeficiente de difusión del gas y ρg la densidad del mismo.
Según la etapa de combustión y la zona en la que se encuentre la partícula
debemos resolver distintas ecuaciones para λ1, λ2 y λ3 y para la temperatura de la
partícula.
Además de estudiar la pérdida de masa que experimenta la partícula al quemarse
el modelo se completa con ecuaciones que determinan la velocidad que tiene en cada
instante, la posición que ocupa y las fuentes de masa y energía que libera a la fase
gaseosa. Para ver la obtención de las distintas ecuaciones que forman el modelo de
combustión presentado en este resumen y los detalles del mismo se puede consultar
[2]. En [5] se pueden ver los resultados de la simulación de una caldera de carbón
pulverizado utilizando este modelo de combustión.
Bibliografía
[1] A. Bermúdez, Continuum thermomechanics, Birkhèauser, Verlag, Berlín, 2005.
[2] A. Bermúdez, J. L. Ferrín y A. Liñán, The modelling of the generation of
volatiles, H2 and CO, and their simultaneous diffusion controlled oxidation,
in pulverised furnaces
[3] S.P. Burke and T.E.W. Schumann, Diffusion flames, Ind. and Eng. Chemistry,
20 (1928),998–1004.
[4] J. L. Ferrín. Algunas contribuciones a la modelización matemática de procesos
de combustión de carbón, Tesis, Universidade de Santiago de Compostela, 1999.
[5] L. Saavedra. Simulación numérica de la combustión de carbón pulverizado. Trabajo
de investigación tutelado. Universidad de Santiago de Compostela, 2006.