MXPA06007879A - Proceso para reducir la opacidad de la emision de vapores. - Google Patents

Abstract

La presente invencion se refiere a la mitigacion de la emision de vapores por quimicos de tratamiento objetivo a ubicaciones en un horno, los cuales estan conectados con la opacidad de la emision de vapores. La efectividad del objetivo en la inyeccion del horno, en la introduccion de combustible y en introduccion del horno de escoria y/o corrosion y/o quimicos para el control de emision de vapores, es determinada, como la efectividad del objetivo en la inyeccion del horno, en introduccion de combustible y en introduccion de horno de catalisis de combustion. Entonces, se dete4rmina la efectividad de varias combinaciones de los tratamientos anteriores y se selecciona un regimen de tratamiento que emplea uno o mas de los tratamientos anteriores. Los regimenes de tratamiento preferidos contendran al menos dos y preferiblemente tres de los tratamientos. La utilizacion quimica y mantenimiento de calderas, puede ser mejorada conforme tambien son controlados el carbono LOI, escoriacion y/o corrosion.

Description

PROCESO PARA REDUCIR LA OPACIDAD DE LA EMISIÓN DE VAPORES CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un proceso para reducir la opacidad de la emisión de vapores liberados a la atmósfera a partir de cámaras de combustión a gran escala, tales como el tipo usado industrialmente o por servicios para proporcionar energia y desecho incinerado. De conformidad con la invención, la opacidad de la emisión de vapores es mitigada preferiblemente, mientras se mejora la combustión y/o reduce la escoria y/o corrosión. La invención logra uno o más de estos resultados deseados a través del uso de varias combinaciones de catalizadores de combustión, modificadores de escoria, inyección dirigida en el horno, y/o inyección en cuerpo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La combustión de combustibles carbonáceos, tales como aceites de combustible pesado, hullas, coque de refinería, y desecho municipal e industrial, típicamente produce una emisión de vapor que se origina de la chimenea y puede tener opacidad que varía desde baja a alta. Además, estos combustibles contienen materiales que forman escoria, y pueden generar ácidos corrosivos y carbón no quemado, que en combinación, tienen un efecto relativamente negativo en la productividad de las calderas, y pueden corroer el ambiente y poseer un alto riesgo. La emisión de vapor es un problema desde un punto de vista estético, así como también uno ambiental. La emisión de vapores se puede objetar en y de sí misma y es costosa de tratar por tecnología convencional. Los efectos negativos de la emisión de vapores son considerados por estar relacionados con la opacidad de las emisiones a partir de las plantas de energía. La opacidad de la emisión de vapores es medida en porcentaje. De manera simple, a mayor opacidad, mayor el fondo detrás de la emisión de vapores se oscurece y menos ligera puede llegar a ser la emisión de vapores. Si un fondo se oscurece, entonces la opacidad es 0%. Si el fondo completo se oscurece, entonces la opacidad es 100%. Los efectos de deterioro de visibilidad de la emisión de vapores de plantas de energía pueden ser agrupados en tres categorías. La primera, opacidad, ocurre muy cerca del depósito y es determinada por el Método de Referencia EPA 9 encontrado en el CFR 40 Parte 60, Apéndice A. Se adoptó como un método de inspección de emisiones visibles, en un esfuerzo por estandarizar la formación y certificación de observadores y para asegurar que las observaciones de opacidad fiable y repetible podrían ser conducidas en cualquier lado en los Estados Unidos.

Segundo, el atizonamiento de la emisión de vapor ocurre a distancias de 2 km a 1 día de viaje con la dirección del viento. El atizonamiento ocurre antes de que la emisión de vapores se haya dispersado, tan extensamente que es indistinta del fondo. La bruma seca de la región es el efecto de la emisión de vapores en una escala más amplia y es obviamente de preocupación crítica. Las plantas de energía que queman aceite y carbón, especialmente, producen partículas pequeñas en la emisión de vapores a partir de cuando el dióxido de azufre (S02) es oxidado a trióxido de azufre (S03) adentro de un horno y una caldera, se condensa con agua (H20) a baja temperatura y llega a suspender partículas aerosoles de ácido sulfúrico. El S03 también reacciona con metales álcalis para formar varios sulfatos. Las partículas de sulfato pueden contribuir significantemente a la concentración de materia particulada muy fina (PM2.5) , la cual está asociada con la salud, así como también a visibilidad reducida. La desulfuración, por ejemplo, desulfuración de gas del humero (FGD) , del efluente completo, puede ser usada para disminuir la emisión de vapores de las calderas que queman carbón, disminuyendo el contenido total de S02 del efluente. La invención, disminuyendo la opacidad de la emisión de vapores, afecta directamente la opacidad y se cree, reduce mayormente su contribución de la planta individual a otras dos categorías de deterioro de visibilidad. Mientras la opacidad de la emisión de vapores es de preocupación a partir de una posición de contaminación externa, la escoriación y algunos de los otros problemas causados por la combustión, pueden afectar la eficiencia -por lo tanto, la economía, lo cual es una amenaza severa a plantas de energía más viejas, especialmente, en donde la eficiencia es requerida para controlar la contaminación a ser proporcionable para mantenimiento de las plantas en operación. Los depósitos de escoriación son algunas veces extremadamente difíciles de remover por técnicas convencionales tales como soplado de hollín. La acumulación de escoria resulta en una pérdida de transferencia de calor a través del sistema, incremento de pérdida de corriente de aire, limita el rendimiento del procesamiento del gas y es un factor en la falla del tubo debido a la erosión del soplado de hollín excesivo. Se conocen una variedad de otros procedimientos para agregar químicos de tratamiento al combustible o dentro del horno en cantidades suficientes para tratar todas las cenizas producidas, con la esperanza de resolver el problema de escoriación. Los químicos típicos incluyen óxido de magnesio e hidróxido de magnesio por las razones anteriores y varios catalizadores de combustión tales como cobre, hierro, calcio, para mejorar el quemado del combustible.

La corrosión, típicamente ocurre a un grado mayor al término frío de la cámara de combustión, y puede crear costos de mantenimiento que son deseablemente evitados. Los gases y depósitos de ácido pueden a menudo, ser controlados por la adición de químicos a la cámara de combustión o el combustible. La introducción de químicos de esta manera, es a menudo muy ineficiente e incrementa la cantidad de ceniza que debe ser depositada. El control de corrosión es también a menudo una elección entre los derivados contaminantes . La técnica se ha esforzado por resolver los problemas de escoriación y/o corrosión introduciendo varios químicos, tales como óxido de magnesio o hidróxido. El hidróxido de magnesio tiene la capacidad de sobrevivir el ambiente caliente del horno y reaccionar con los compuestos que forman depósitos, elevando su temperatura de fusión de ceniza y con ello, modificando la textura de los depósitos resultantes. Desafortunadamente, la introducción de los químicos ha sido muy costosa debido a la escasa utilización de los químicos, mucho simplemente yendo a desechos y algunos reaccionan con cenizas calientes que no podrían de otro modo, causar un problema. La Patente U.S. No. 5,740,745 y Patente U.S. No. 5,894,806 de acuerdo con este problema, introduce químicos en una o más etapas dirigiéndose directamente a escoriación y/o corrosión observados o predichos .

La presencia de carbón no quemado en las cenizas, es una indicación de que la combustión no es eficiente y puede ocasionar problemas operacionales . Incrementar la cantidad de aire usado para combustión, puede reducir el carbón en la ceniza, a menudo referido como carbón LOI (por pérdida en ignición, denotando una pérdida de peso de la ceniza debido a la combustión de su contenido de carbón) . Esto puede ser efectivo en algunas situaciones, pero el uso de aire excesivo siempre disminuye la eficiencia de la caldera. También, el exceso de aire incrementa la conversión de S02 a S03, ocasionando emisión de vapores aerosoles de ácido adicional y puede también incrementar los niveles de NOx. El uso de catalizadores de combustión puede también ser efectivo en algunos casos; sin embargo, los catalizadores de combustión pueden no siempre, ser usados efectivamente o eficientemente debido a limitaciones de combustible y/o equipo. Entre los catalizadores de combustión propuestos en la técnica, están los compuestos metálicos en la forma de sales metálicas básicas, generalmente compuestos de calcio, hierro, cobre y magnesio. De manera general, los compuestos metálicos son suministrados como sales metálicas. La porción aniónica de la sal puede ser hidroxilo, óxido, carbonato, borato, nitrato, etc. El carbón en la ceniza puede disminuir el valor comercial de la ceniza, la cual puede ser usada en concreto si el LOI puede ser reducido a menos de 2%. La técnica está en necesidad de un proceso que puede estar eficientemente de acuerdo con la emisión de vapores, preferiblemente permitiendo la combustión eficiente con carbón LOI inferior, exceso de aire inferior, CO inferior, y/o NOx inferior, y/o controlar la escoria y/o corrosión.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Es un objeto de la invención, mejorar la operación de cámaras de combustión a gran escala mitigando eficientemente la emisión de vapores. Es otro objeto de la invención, mejorar la operación de cámaras de combustión a gran escala mitigando eficientemente la emisión de vapores, mientras se controla preferiblemente, la escoria y/o corrosión al mismo tiempo que se mitiga el carbón LOI . Es otro objeto de la invención, permitir el tratamiento de muchas calderas con una efectividad que hasta ahora se ha escapado por aquellos expertos en la técnica. Es un objeto adicional de la invención, mitigar la emisión de vapores con costos de tratamiento químico reducidos en muchas calderas y sinergias en otras. Un objeto aún adicional pero relacionado, es mitigar el costo resultante de algunos o ' todos los problemas mencionados anteriormente, reduciendo su incidencia. Un objeto aún adicional es incrementar la salida de la cámara de combustión. Estos y otros objetos se logran por la presente invención, la cual proporciona un proceso mejorado para mejorar la operación de cámaras de combustión, que comprende : quemar un combustible carbonáceo que contiene un catalizador de combustión; determinar las condiciones de combustión dentro de una cámara de combustión que puede beneficiarse del químico de tratamiento dirigido en el horno; localizando puntos de introducción en la pared del horno, en donde se podría realizar la introducción del químico de tratamiento dirigido en el horno; y, basados en las determinaciones de la etapa previa, introducir el químico de tratamiento dirigido en el horno. En otra modalidad, la invención proporciona un proceso, el cual comprende: quemar un combustible carbonáceo que contiene un catalizador de combustión y una escoria y/o corrosión que controla el químico; determinar las condiciones de combustión dentro de una cámara de combustión que puede beneficiarse del químico de tratamiento dirigido en el horno para control de la escoria y/o corrosión; localizando puntos de introducción en la pared del horno, en donde se podría realizar la introducción del químico de tratamiento dirigido en el horno; y, basados en las determinaciones de la etapa previa, introducir el químico de tratamiento dirigido en el horno. La invención también proporciona un proceso para análisis de sistema para control de contaminación. De conformidad con este aspecto de la invención, la efectividad del objetivo en la inyección del horno, en la introducción de combustible y en la introducción en el horno de químicos de control de escoria y/o corrosión y/o emisión de vapores, se determina como la efectividad objetivo en la inyección en el horno, en introducción de combustible y en la introducción en el horno de catalizadores de combustión. Entonces, se determina la efectividad de varias combinaciones de los tratamientos anteriores, y se selecciona un régimen de tratamiento que emplea uno o más de los tratamientos anteriores. Los regímenes de tratamiento preferidos contendrán al menos, dos y preferiblemente tres de los tratamientos. La invención tiene varios aspectos preferidos, los cuales son descritos en mayor detalle abajo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un proceso para reducir la emisión de vapores, preferiblemente mientras se mejora la combustión y/o reduce la escoria y/o corrosión en cámaras de combustión a gran escala, tal como del tipo usado industrialmente y por servicios para proporcionar energía e incinerar desechos. La siguiente descripción ilustrará la invención con referencia a una caldera del tipo planta de energía encendida con aceite de combustible pesado, por ejemplo, número 6. Se entenderá sin embargo, que cualquier otra cámara de combustión que se ha aprovisionado de combustible con cualquier otro combustible carbonáceo y susceptible a los problemas tratados por la invención, podría beneficiarse de la invención. Sin significar ser limitante del tipo de combustible, pueden ser empleados materiales carbonáceos tales como aceite de combustible, gas, carbón, desechos, que incluyen municipales e industriales, escoria y similares. En general, la combustión de combustibles carbonáceos tales como aceites de combustibles pesados, carbón y desecho municipal e industrial, resulta en efluentes que tienen opacidad de emisión de vapores significantes y pueden causar formación de escoria, ácidos corrosivos, que individualmente y en combinación, tienen efecto relativamente negativo en la productividad y aceptabilidad social de las calderas. La invención dirige estos problemas en una manera que es económicamente atractiva y sorprendente en efectividad. La invención proporciona un proceso mejorado para mejorar la operación de las cámaras de combustión. Importante al proceso es la determinación de las condiciones de combustión dentro de una cámara de combustión que puede afectar la emisión de vapores. La invención podría ser usada para tratar la emisión de vapores sola o con uno o más de carbón LOI, escoriación y corrosión en la ausencia de tratamiento. El proceso incluirá quemar un combustible carbonáceo con o sin un catalizador de combustión e introducir químico de tratamiento dirigido en el horno, directo en las áreas problemas o ubicaciones en donde el químico puede ser el mejor. Esta última etapa requerirá ubicar puntos de introducción en la pared del horno, en donde podría realizarse la introducción de químicos para controlar la emisión de vapores. La invención de este modo, puede ser facilitada por el uso de dinámica y modelación de fluidos co putacionales u observación de conformidad con las enseñanzas de las Patente Estadounidense No. 5,740,745 y Patente Estadounidense No. 5,894,806. Además de las técnicas específicamente identificadas anteriormente, aquellos expertos en la técnica serán capaces de definir otras técnicas efectivas para localizar las áreas problemas, y de estas, determinar las mejores ubicaciones para introducir químicos. Las enseñanzas de estas patentes no serán repetidas en este documento, pero están incorporadas por referencia en sus totalidades para explicar técnicas adecuadas efectivas para la invención. Entre los químicos de inyección dirigida en el horno, preferidos, están los catalizadores de combustión (por ejemplo, potasio, bario, calcio, cerio, hierro, cobre, zinc, magnesio, manganeso, etc.), en varias formas y los óxidos e hidróxidos de magnesio por ejemplo, en la forma de suspensiones o soluciones en agua u otro vehículo adecuado. El agente que reduce la escoria es más deseablemente introducido como una solución de tratamiento acuoso, una suspensión en el caso de óxido de magnesio o hidróxido de magnesio. La concentración de la suspensión será determinada como necesaria para asegurar la dirección apropiada de la solución de tratamiento al área deseada en la caldera. Las concentraciones típicas varían desde 1 a 100%, por ejemplo, y están típicamente dentro del intervalo desde aproximadamente 51 hasta aproximadamente 80% del químico activo por peso de la suspensión o solución, preferiblemente desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 30%. Otros óxidos e hidróxidos metálicos efectivos (por ejemplo, cobre, titanio y mezclas) , se conocen y pueden ser empleados. Estos químicos u otros, tales como oxicloruro de cobre, carbonato de cobre, óxido de hierro, organometálicos de hierro, cobre, calcio, son suministrados en una dosificación para hacer 1 a 1000 ppm (típicamente 40-50 ppm) como el metal activo en el combustible por peso) . Importante a la invención y una salida de la técnica anterior en el campo, es la introducción de un catalizador de combustión con el combustible o con el químico dirigido en el horno efectivo para mejorar la oxidación del combustible, en combinación con el químico de tratamiento dirigido en el horno. El catalizador de combustión será cualquier material efectivo para el propósito propuesto y preferiblemente comprende un compuesto metálico, en donde el metal se selecciona del grupo que consiste de cobre, hierro, magnesio y calcio. Puede incluir composiciones solubles en combustible o dispersables . Entre estas, están compuestos químicos los cuales afectan el proceso de combustión, tales como sales de ácidos orgánicos, tales como naftenatos, octoactos, talatos, sales de ácidos sulfónicos, ácidos grasos saturados o insaturados, tales como ácido oléico y resina de lejía celulósica, con metales del grupo de K, Ba, Mg, Ca, Ce, Fe, Mz, Zn; metales férreos raros; compuestos organometálicos tales como compuestos carbonilo, compuestos de ciclopentadienilcarbonilo combinado, o complejos aromáticos de metales de transición Fe o Mn. Una composición catalizadora preferida es nitrato de calcio, el cual puede ser suministrado en la forma de solución acuosa al 50% o 66% a intervalo de dosificaciones desde 1 hasta 1000 ppm (@ ~0.5 lb/ton o 40-50 ppm como metal activo), como metal activo en el combustible por peso. La variación en las cantidades será inicialmente determinada por el calculo y ajustada siguiendo las pruebas. Se esperarán las variaciones de hasta 100% de los valores indicados, y hasta aproximadamente 25% de los valores serán más típicos. Además de la adición del catalizador de combustión al combustible, y adición de químicos dirigidos al horno, el proceso de la invención incluirá, en algunas modalidades preferidas, el uso de un químico de tratamiento al horno agregado al combustible carbonáceo. El químico puede ser el mismo o diferente del químico de inyección dirigida en el horno. En un escenario, el uso del magnesio total puede ser aproximadamente 0.6 kg por 1000 kg de combustible con 30-40% en curso descendiendo en el horno o en el combustible y 60-70% en curso ascendiendo en el horno con inyección dirigida en el horno (TIFI) . El catalizador de combustión es típicamente introducido a un intervalo de dosificación desde aproximadamente 0.1 hasta aproximadamente 2.0 por ejemplo, aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 0.8 kg por 1000 kg de combustible carbonáceo quemado en la cámara de combustión. En algunas configuraciones preferidas, el químico de tratamiento dirigido es introducido en el horno a un intervalo de dosificación desde aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 1.2, por ejemplo, desde aproximadamente 0.32 hasta aproximadamente 0.46 kg por 1000 kg de combustible carbonáceo quemado en la cámara de combustión. La variación en las cantidades será inicialmente determinada por cálculo y ajuste después de las pruebas. Se esperarán variaciones de hasta 100% de los valores indicados, y hasta aproximadamente 25% de los valores serán más típicos. La inyección dirigida del químico de inyección en el horno, requerirá ubicación de puntos de introducción en la pared del horno, en donde se podría realizar la introducción del químico de tratamiento dirigido en el horno. Y, basados en la determinación de este procedimiento, se introduce el químico de tratamiento dirigido en el horno, tal como en la forma de un rocío. Las gotitas son deseablemente de un intervalo efectivo de tamaños que viajan a velocidades y direcciones adecuadas para ser efectivas como puede ser determinado por aquellos expertos en la técnica. Estas gotitas interactúan con el gas del combustible y se evaporan a una relación dependiente de su tamaño y trayectoria y las temperaturas a lo largo de la trayectoria. Los patrones de rocío apropiados, resultan en distribuciones químicas altamente eficientes . Como se describe en las patentes identificadas anteriormente, un modelo de rocío frecuentemente usado es el modelo PSI-Cell para la evaporación y movimiento de gotitas, el cual es conveniente para soluciones CFP iterativas de procesos de estado listo. El método PSI-Cell usa las propiedades del gas a partir .de los cálculos de dinámica de fluidos para predecir las trayectorias de las gotitas y relaciones de evaporación de la masa, momento y balance de energía. Los cambios de momento, calor y masa de las gotitas, son entonces incluidos como términos de recursos para la siguiente iteración de los cálculos de dinámica de fluidos, por lo tanto, después que suficientes iteraciones tanto de las propiedades de fluido como de las trayectorias de las gotitas, convergen en una solución lista. Los rocíos son tratados como una serie de gotitas individuales que tienen diferentes velocidades iniciales y tamaños de gotitas que emanan de un punto central. Las correlaciones entre el ángulo de trayectoria de la gotita y el tamaño o distribución de flujo de masa, están incluidas, y la frecuencia de la gotita se determina a partir de la relación del tamaño de la gotita y flujo de masa en cada ángulo. Para propósitos de esta invención, el modelo debe además predecir comportamiento de gotitas de componentes múltiples. Las ecuaciones para la fuerza, masa 7 y balances de energía, son suplementadas con los cálculos instantáneos, proporcionando la velocidad instantánea, tamaño de la gotita, temperatura y composición química sobre el curso de vida de la gotita. Las contribuciones de momento, masa y energía para atomizar el fluido, también están incluidas. Las correlaciones para tamaño de gotita, ángulo de rocío, distribuciones de tamaño de gotita de flujo de masa, y velocidades de las gotitas, se encuentran a partir de mediciones de laboratorio usando dispersión de luz láser y técnicas de Doppler. Las características para muchos tipos de boquillas bajo varias condiciones de operación se han determinado y se usan para prescribir parámetros para los cálculos del modelo CFD. Cuando se opera óptimamente, la eficiencia química se incrementa y los cambios para choques de las gotitas directamente sobre el intercambio de calor y otras superficies de equipo son mayormente reducidos. El tamaño promedio de las gotitas dentro del intervalo desde 20 hasta 1000 micrones es típico, y más típicamente cae dentro del intervalo desde aproximadamente 100 hasta 600 micrones. Un arreglo preferido de inyectores para introducir químicos activos para reducir la escoria de conformidad con la invención, emplea niveles múltiples de inyección para optimizar mejor el patrón de rocío y asegurar la dirección del químico al punto que es necesario. Sin embargo, la invención se puede llevar a cabo con una zona única, por ejemplo, en el horno superior, en donde las condiciones lo permiten o las limitaciones físicas lo dictan. Típicamente, sin embargo, se prefiere emplear etapas múltiples, o usar un aditivo en el combustible y el mismo o diferente en el horno superior. Esto permite tanto la inyección de diferentes composiciones simultáneas como la introducción de composiciones en diferentes ubicaciones o con diferentes inyectores, para seguir las variaciones de temperaturas las cuales siguen los cambios en la carga. La cantidad total del químico de tratamiento en el horno introducido en los gases de combustión a partir de todos los puntos, debe ser suficiente para obtener una reducción de la opacidad de la emisión de gases y/o corrosión y/o la relación de acumulación de escoria y/o la frecuencia de la limpieza. La acumulación de escoria resulta en caída de presión incrementada a través del horno, por ejemplo, a través del banco de generación. Las relaciones de dosificación se pueden variar para lograr control de término largo de los parámetros notados o a relaciones superiores para reducir los depósitos de escoria ya en su lugar. Es una ventaja distinta de la invención, que la emisión de vapores pueda ser bien controlada al mismo tiempo como la corrosión, carbón LOI de escoria, y/o S03. El efecto neto en muchos casos, es una sinergia en operación que ahorra dinero y/o incrementa la eficiencia en términos de temperaturas inferiores del depósito, limpiadores de superficies calentadoras de aire, relación de corrosión inferior en los calentadores y ductos de aire, exceso inferior de 02, limpiador acuoso de paredes, resultando en temperaturas inferiores de salida del horno y limpiador de superficies de transferencia de calor en las secciones de convección de la caldera. El proceso de la invención puede ser observado a partir de la perspectiva única del análisis de sistemas. De conformidad con este aspecto de la invención, se determinan la efectividad del objetivo en la inyección del horno, en la introducción de combustible y en la introducción en el horno de escoria y/o corrosión y/o químicos de control de emisión de vapores, como la efectividad del objetivo en la inyección del horno, en introducción de combustible y en la introducción en el horno del catalizador de combustión. Entonces, se determina la efectividad de varias combinaciones de los tratamientos anteriores, y se selecciona un régimen de tratamiento que emplea uno o más de los tratamientos anteriores. Los regímenes de tratamiento preferidos contendrán al menos dos y preferiblemente tres de los tratamientos. En cada caso, una determinación puede ser cualquier evaluación sea o no asistida por ordenador o las técnicas de las patentes referenciadas anteriormente. Además, puede involucrar observación directa o remota durante la operación o tiempos de inactividad. El factor clave aquí y una salida de la técnica anterior, es que la inyección dirigida es evaluada junto con la introducción no dirigida, especialmente de una combinación de catalizadores de combustión y escoriación y/o corrosión y/o químicos de control de emisión de vapores. La utilización química y mantenimiento de la caldera se puede mejorar conforme el carbón LOI, escoriación y/o corrosión son también controlados . Los siguientes ejemplos se proporcionan para ilustrar y explicar además la invención, sin ser limitantes en cualquier sentido. A menos que se indique de otro modo, todas las partes y porcentajes se basan en el peso de la composición en el punto particular de referencia.

Ejemplo 1 En este ejemplo, se alimentó hidróxido de magnesio al aceite de combustible para una caldera de planta de energía eléctrica encendida con aceite residual a una relación de 0.20 kg por 1000 kg. Se dirigió también hidróxido de magnesio en la caldera a posiciones determinadas por modelación de dinámica de fluidos computacionales como se describe en la Patente Estadounidense No. 5,894,806, a una relación de 0.20 kg por 1000 kg. Además, se agregó un catalizador de combustión de nitrato de calcio al aceite de combustible a una relación de 0.25 kg por 1000 kg . El hidróxido de magnesio alimentado al aceite de combustible realizó dos funciones: proteger el horno inferior contra la escoriación y corrosión lateral por calor por el mecanismo de caponadura de vanadio en el aceite. El hidróxido de magnesio también previene las incrustaciones ocasionadas por el catalizador de la afectación de la limpieza del horno inferior. La mayoría de los catalizadores usados para combustibles fósiles pueden también ocasionar incrustación en el horno inferior. Los datos muestran las opacidades de línea base de 25% de opacidad y niveles en exceso de 02 de 1.5%-2.0%. Cuando la invención se introdujo después que se corrió un modelo CFD, la opacidad cayó a aproximadamente 4.0% y el exceso de 02 se disminuyó a aproximadamente 0.5%. Se observó que tal operación en la unidad nunca se había logrado antes, conforme el análisis de combustible es típicamente de 250 ppm de vanadio, 2.0% de azufre y 12% de asfáltenos, lo cual hace imposible lograr estos resultados con la inyección sola al cuerpo.

Ejemplo 2 Una serie similar como en el Ejemplo 1 se corrió con tratamiento similar, para reducir opacidades de 30% hasta 7%. En este caso, el catalizador de combustión se alimentó a una relación de 0.25 kg por 1000 kg de combustible, y el químico de inyección en el horno es Mg, el cual es alimentado a una relación de 0.35 kg por 1000 kg de combustible. La descripción anterior es para propósitos de mostrar a la persona de habilidad ordinaria en la técnica, como practicar la invención. No se pretende detallar todas aquellas modificaciones y variaciones obvias, las cuales llegarán a ser aparentes para los trabajadores expertos que leen la descripción. Se entiende, sin embargo, que todas las modificaciones y variaciones obvias se incluirán dentro del alcance de la invención la cual está definida por las siguientes reivindicaciones. Las reivindicaciones significan cubrir los componentes y etapas indicadas en cualquier secuencia la cual es efectiva para cubrir los objetivos aquí propuestos, a menos que el contexto específicamente indique lo contrario.

Claims (19)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente se considera como novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes : REIVINDICACIONES

1. Un proceso para mejorar la operación de cámaras de combustión, caracterizado porque comprende: quemar un combustible carbonáceo que contiene un catalizador de combustión; determinar las condiciones de combustión dentro de una cámara de combustión que puede beneficiarse del químico de tratamiento dirigido en el horno; ubicar los puntos de introducción en la pared del horno, en donde se podría realizar la introducción del químico de tratamiento dirigida en el horno; y basados en las determinaciones de las etapas previas, introducir los químicos de tratamiento dirigidos en el horno.

2. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador de combustión comprende un compuesto metálico, en donde él metal se selecciona del grupo que consiste de cobre, hierro, magnesio, calcio, cerio, bario, manganeso y zinc.

3. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador de combustión comprende nitrato de calcio.

4. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la concentración del químico de tratamiento dirigido en una suspensión o solución, está dentro del intervalo desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 100%.

5. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el catalizador de combustión se introduce ya sea en el combustible o en el horno, a una relación de dosificación desde aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 0.8 kg por 1000 kg de combustible carbonáceo quemado en la cámara de combustión.

6. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el químico de tratamiento dirigido se introduce en el horno a una relación de dosificación desde aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 0.5 kg por 1000 kg de combustible carbonáceo quemado en la cámara de combustión.

7. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el químico de tratamiento dirigido es una suspensión de óxido de magnesio o hidróxido de magnesio.

8. Un proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el químico de tratamiento dirigido se introduce a más de una elevación.

9. Un proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el químico de tratamiento dirigido es un catalizador de combustión.

10. Un proceso para mejorar la operación de la cámara de combustión, caracterizado porque comprende: quemar un combustible carbonáceo que contiene un catalizador de combustión y una escoria y/o químico que controla la corrosión; determinar las condiciones de combustión dentro de una cámara de combustión que puede beneficiarse del químico de tratamiento dirigido en el horno para el control de escoria y/o corrosión; localizar los puntos de introducción en la pared del horno en donde se podría realizar la introducción del químico de tratamiento dirigido en el horno; y basados en las determinaciones de la etapa previa, introducir el químico de tratamiento dirigido en el horno.

11. Un proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el catalizador de combustión se introduce a una relación de dosificación desde aproximadamente 0.2 hasta aproximadamente 0.8 kg por 1000 kg de combustible carbonáceo quemado en la cámara de combustión.

12. Un proceso de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el químico de tratamiento dirigido es un catalizador de combustión.

13. Un proceso para reducir la opacidad de la emisión de vapores liberada a la atmósfera a partir de cámaras de combustión a gran escala, caracterizado porque comprende : determinar la efectividad de la inyección dirigida en el horno de escoria y/o corrosión y/o químicos de control de emisión de vapores; determinar la efectividad de agregar escoria y/o corrosión y/o químicos de control de emisión de vapores al combustible; determinar la efectividad de agregar catalizador de combustión que comprenden el combustible; determinar la efectividad de agregar catalizadores de combustión al horno; determinar la efectividad de la inyección dirigida al horno de catalizadores de combustión; determinar la efectividad de varias combinaciones de los tratamientos anteriores; y seleccionar un régimen de tratamiento que emplea uno o más de los tratamientos anteriores.

14. Un proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el catalizador de combustión comprende un compuesto metálico, en donde el metal se selecciona del grupo que consiste de cobre, hierro, magnesio, calcio, cerio, bario y zinc.

15. Un proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el químico de tratamiento dirigido es óxido de magnesio o hidróxido de magnesio en un vehículo.

16. Un proceso de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque el régimen de tratamiento seleccionado comprende la menos, tres de los tratamientos anteriores.

17. Un proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el catalizador de combustión comprende un compuesto metálico en donde el metal se selecciona del grupo que consiste de cobre, hierro, magnesio, calcio, cerio, zinc y bario.

18. Un proceso de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el químico de tratamiento dirigido es una suspensión de óxido de magnesio o hidróxido de magnesio.

19. Un proceso para mejorar la operación de cámaras de combustión, caracterizado porque comprende: determinar la necesidad de agregar un catalizador de combustión y/o una escoria y/o corrosión y/o químicos de control de emisión de vapores a uno que contiene combustible carbonáceo previo a la combustión; determinar condiciones de combustión dentro de una cámara de combustión que puede beneficiarse del químico de tratamiento dirigido en el horno; localizar puntos de introducción en la pared del horno en donde se podría realizar la introducción del químico de tratamiento dirigido en el horno; y basados en las determinaciones de la etapa previa, introducir el químico de tratamiento dirigido en el horno.