Orientador: Leonardo Goldstein Jr

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica

Resumo: A incineração térmica tem sido utilizada como método de tratamento e disposição de resíduos perigosos. Cabe à câmara secundária dos incineradores um papel importante na eficiente destruição dos resíduos e no controle da emissão de produtos de combustão incompleta, sendo a análise contínua...

Resumo: A incineração térmica tem sido utilizada como método de tratamento e disposição de resíduos perigosos. Cabe à câmara secundária dos incineradores um papel importante na eficiente destruição dos resíduos e no controle da emissão de produtos de combustão incompleta, sendo a análise contínua das emissões de CO e hidrocarbonetos não queimados o procedimento utilizado para o monitoramento, em tempo real, do seu desempenho. O presente trabalho estudou experimentalmente o efeito do número de rotação do escoamento no interior da câmara, nas emissões de CO e HC totais para três concentrações de tolueno no combustível e dois valores do excesso de ar. Foram também realizadas medições locais no interior da câmara de combustão, compreendendo: dois campos de velocidades, três distribuições de temperatura e duas distribuições de concentração de CO e HC totais. A distribuição do tempo de residência foi avaliada através da resposta a um sinal de concentração de SOztipo impulso unitário. Para a consecução da pesquisa foram projetados e construídos uma câmara de combustão cilíndrica horizontal isolada termicamente; um queimador com ajuste variável do número de rotação; três tubos de Pitot de 5 furos para medidas de velocidade do escoamento; um pirômetro de sucção para medidas de temperatura, duas sondas de amostragem de gases de combustão e um analisador contínuo de hidrocarbonetos totais a partir de um cromatógrafo de ionização de chama. O aumento do número de rotação teve influência na emissão de CO e HC totais, diminuindo as emissões na condição de maior excesso de ar (42%) e aumentando as emissões na condição de menor excesso de ar (19%). A proporção relativa das regiões de mistura e de escoamento pistonado resultante dentro da câmara influenciou a eficiência de combustão, com efeitos diferentes conforme as condições de excesso de ar e de concentração de resíduo no combustível. A relação CO/HC mostrou-se relativamente constante com o número de rotação nestas condições

Abstract: Thermal incineration has been in use for treatment and disposal of hazardous wastes. The secondary chamber plays an important role in the effective destruction of wastes and control of emission of products of incomplete combustion, with continuous analysis of CO and of unburned...

Abstract: Thermal incineration has been in use for treatment and disposal of hazardous wastes. The secondary chamber plays an important role in the effective destruction of wastes and control of emission of products of incomplete combustion, with continuous analysis of CO and of unburned hydrocarbons used in real time monitoring of the incinerator pertormance. This work studied experimentallythe CO and total HC emissions in function of the swirl number, combustion chamber, tor three fuel toluene concentrations and two excess air values. Local measurements were also performed in the combustion chamber: two velocity tields,
three temperature distributions and two gases concentration distribution. The residence time distribution has been evaluated through the response SO2 concentration pulse signal. An insulated horizontal combustion chamberwas designed and built, as well as a variable
swirl burner, three tive holes Pitot tubes, one suction pirometer and two combustion gas sampling probes. A HC continuous analyser was adapted from a flame ionization detector chromatograf. The swirl number intluenced the CO and HC emissions, reducing them for the higher excess air condition (42%) and increasing them for the lower excess air (19%). Varying the mixing and plug ffow regions size inside the combustion chamber influenced the combustion efficiency in different ways depending on excess air and waste fuel concentration. The CO/ HC relation showed to not to vary with the swirl number under these conditions