Comportamiento interactivo de mezclas de carbones en combustión. Utilización de técnicas de fluidodinámica computacional

Résumé

La mezcla de carbones es una práctica cada vez más común en centrales térmicas de carbón pulverizado. Esto es debido a razones estratégicas, económicas y medioambientales. El carbón es el combustible fósil más abundante y con una mayor dispersión geográfica de yacimientos. La mezcla de carbones aumenta la disponibilidad y permite la reducción de los costes. Sin embargo, el comportamiento de las mezclas es, en muchas ocasiones, desconocido y no existe una sistemática adecuada para su predición. Algunos aspectos de la combustión de las mezclas pueden conocerse a partir de las propiedades de los carbones individuales. Otros aspectos, como son la eficacia de combustión y las emisiones de Nox, no se puede estimar fácilmente. El estudio de las interacciones que pueden surgir entre los carbones de una mezcla es de gran utilidad para predecir el comportamiento de dichas calderas a escala industrial. Durante el presente trabajo se ha llevado a cabo el estudio de una serie de siete carbones, de distinto rango y origen geográfico, y de cuatro mezclas de carbones. Se realizó un estudio previo del comportamiento de los carbones y las mezclas en un analizador termogravimétrico mediante su combustión no isotérmica (perfiles de combustión). Para simular más adecuadamente las condiciones que ocurren en una caldera industrial de carbón pulverizado, se utilizó un reactor de flujo en arrastre. En este dispositivo se llevaron a cabo una serie de experimentos de desvolatilización y combustión de los carbones y las mezclas. Algunos de los carbones manifestaron un comportamiento distinto al que se había observado en el analizador termogravimétrico, debido al régimen diferente de combustión. Durante la combustión de las mezclas se detectó la existencia de interacciones entre los carbones, que afectan la eficacia de combustión y, especialmente, a la emisión de óxidos de nitrógeno. Realizados los estudios experimentales