Desenvolvimento de um sistema de combustão sem chama visível com queimador regenerativo

Resumo

O regime de combustão sem chama visível, conhecido como flameless combustion na língua inglesa, apresenta vantagens com relação ao processo de combustão convencional, como a redução acentuada das emissões de NOx e CO, das oscilações e do ruído. Neste regime de combustão há uma zona de reação distribuída em um volume, ao invés de uma fina frente de chama como é no caso convencional. Na maioria dos casos, há uma grande suavização da zona de reação e, em certas condições, não é possível observar a chama à vista desarmada, sendo esta ausente de radiação visível. Esta é uma tecnologia inovadora que tem recebido atualmente o interesse mundial de pesquisadores e do setor industrial. Quando o calor é recuperado para o pré-aquecimento do ar, há a possibilidade de reduzir o consumo de combustível e, consequentemente, diminuir as emissões de CO2. É possível, também, aumentar o tempo de vida útil da câmara de combustão devido à redução das tensões térmicas, por haver uma distribuição mais uniforme da temperatura, e pela redução da concentração de oxigênio no interior da câmara de combustão, o que evita a oxidação das paredes. Alguns países da Europa, os EUA e o Japão se encontram atualmente na vanguarda das pesquisas mundiais sobre esta nova tecnologia. Apesar de ser recente sua utilização em indústrias de alguns países europeus, esta tecnologia necessita ser melhor caracterizada e otimizada. É ainda necessário entender os fenômenos físicos e químicos que controlam este regime de combustão, ainda não devidamente equacionados, para que seja possível sua aplicação em grande escala para uma variedade de combustíveis e queimadores.O projeto visa desenvolver um sistema de combustão sem chama para a queima de gás natural em uma fornalha de escala piloto, com finalidade de reaquecimento de produtos para laminação. Conforme mencionado, técnicas de combustão do tipo flameless promovem temperaturas mais homogêneas na câmara de combustão e redução expressiva nas emissões de NOx. A meta é atingir os limites europeus de emissão de NOx previstos até dezembro de 2015. O sistema irá operar com potências da ordem de 150.000 a 250.000 kcal/h.