A WS é pioneira no setor, e não apenas tecnologicamente. Compartilhamos nosso progresso com a comunidade. Porque somente juntos poderemos superar os desafios da transição energética.
Tentamos deliberadamente não apenas escrever nossas publicações para a comunidade científica, mas também formulá-las o mais próximo possível da aplicação. Porque somente o que é de fato implementado contribui de fato para o progresso.
O "Manual of Burner Technology for Industrial Furnaces" está disponível em livrarias ou diretamente com a Vulkan-Verlag disponível.
A 3ª edição foi publicada em 2019. As planilhas do GWI estão impressas na íntegra no apêndice.
O livro "Praxiswissen Industriebrenner" está disponível em livrarias ou diretamente no site Vulkan-Verlag disponível.
A seleção de artigos relevantes da revista gwi-gaswärme international oferece uma boa visão geral do estado atual da tecnologia de queimadores.
Título: Tecnologia avançada de queimadores para a planta de galvanização por imersão a quente da thyssenkrupp
publicado em: Steel + Technology, No. 1/2023, página 49, DVS Media GmbH
Título: Desfossilização da tecnologia de termoprocessamento
publicado em: Stahl, nº 3-4/2021, páginas 62-63, Vulkan Publishing House
2º Colóquio sobre Construção de Fornos e Processos Térmicos de Aachen
10 e 11 de outubro de 2019 em Aachen
Autor: M. Schönfelder, S. Mickey, J.G. Wünning
Revista: Industrial Heating
Data: 12 de junho de 2017
Em muitos locais da América do Norte, as emissões de óxido de nitrogênio (NOx) de fornos aquecidos a gás são limitadas por lei ou código. Esse é normalmente o caso em áreas urbanas ou em locais onde características topográficas especiais intensificam os efeitos negativos locais e regionais das emissões de NOx.
Título: Crescimento da escala de cobre e aço durante a queima direta com excesso de combustível
Resumo:
Um artigo publicado na edição 3/2016 da revista Gas Heat International O método apresentado aqui para o aquecimento de produtos metálicos semiacabados em usinas de aquecimento direto utiliza o processo de combustão com excesso de combustível. Testes de laboratório mostram que, nessas condições, quantidades significativamente menores de incrustações resultam em material útil feito de cobre e de aço para trabalho a quente em comparação com o aquecimento com excesso de ar. No cobre, não se formam mais incrustações em uma proporção de ar de 0,96; no aço, a perda de metal é reduzida em aproximadamente 50 % em uma proporção de ar de 0,95.
Uma boa durabilidade dos tubos radiantes é essencial para uma operação lucrativa de uma linha de tiras. Há vários fatores que influenciam a vida útil do tubo radiante ...
Os custos de energia geralmente representam uma grande fração do custo operacional de um forno industrial. A maioria desses fornos usa gás natural como fonte de energia para aquecimento.
link para o artigo
Autor: J.G. Wünning
Jornal: Gas Heat International
Edição: 1/2013
Os gases combustíveis são, na maioria dos casos, a fonte de energia mais econômica e ecologicamente correta para o aquecimento de fornos industriais. Entretanto, é possível aumentar ainda mais a eficiência e reduzir os poluentes. A introdução de uma nova tecnologia de queimadores exige uma estreita cooperação com os fabricantes e operadores de instalações para que os novos desenvolvimentos possam ser usados com sucesso.
Autor: J.G. Wünning
Publicação: Gas Heat International
Ano: 4 / 2012
A combustão é o processo central para converter a energia do combustível em calor. A meta de baixa poluição e combustão eficiente pode ser alcançada por meio da oxidação sem chama em muitos processos. São considerados o aquecimento de processos de alta temperatura, as possibilidades de aumentar a eficiência de processos de baixa temperatura, o fornecimento de aquecimento e a geração de eletricidade em usinas de energia.
O escopo da presente publicação é ilustrar como a aplicação da oxidação sem chama pode, de fato, representar uma contribuição significativa para a realização das metas climáticas abordadas pela estratégia energética europeia para as próximas décadas. Os benefícios e as oportunidades relacionados à utilização da tecnologia de oxidação sem chama ainda têm grande potencial, não apenas no campo industrial, mas também no setor de energia privado e doméstico, bem como em usinas de geração de energia. Basicamente, dois métodos podem ser utilizados para atingir as metas estabelecidas pela estratégia Energy 2020: por um lado, a geração de energia livre de CO2 e, por outro, a conservação de energia por meio de maior eficiência. É possível demonstrar que a implementação dessas últimas medidas implica esforços econômicos muito mais contidos.
Autor: J.G. Wünning
Jornal: Gas Heat International
Ano: 2010
A simulação computadorizada de fluxo, calor e transferência de massa (CFD - computational fluid dynamcis) é usada em universidades e, cada vez mais, também no setor industrial. Os maiores pontos fracos ainda são considerados a confiabilidade muitas vezes duvidosa dos resultados e os longos tempos de cálculo. No presente artigo, será mostrado como os processos de combustão de oxidação sem chama podem ser calculados muito rapidamente por meio da seleção adequada das condições de contorno. O objetivo é atingir tempos de cálculo de poucos minutos. Os curtos tempos de cálculo permitem testes extensivos dos modelos de cálculo e possibilitam uma ampla gama de variações de parâmetros.
Autor: J.G. Wünning
Jornal: Gas Heat International
Ano: 2010
É proposta uma fórmula de aproximação para estimar as perdas de gás de combustão que também pode ser usada em temperaturas mais altas.
Autor: J.G. Wünning
Conferência: HTACG2010
Localização: Poznan, Polônia
Resumo: Este artigo deve estimular uma discussão sobre o papel das simulações de CFD para oxidação sem chama com o objetivo de aumentar a confiabilidade dos resultados de CFD. Propõe-se reduzir drasticamente a complexidade dos casos para obter resultados em menos de 5 minutos. Esses cálculos podem ser realizados como alternativa ou complemento aos cálculos existentes.
Autor: J.G. Wünning
Publicação: Gas Heat International
Ano: 2009
A redução das perdas de gás de combustão é, em muitos casos, a solução mais eficaz e econômica para aumentar a eficiência energética de fornos industriais. No artigo a seguir, são apresentados dois novos projetos de queimadores com os quais as perdas de gás de combustão podem ser reduzidas quase pela metade em comparação com os queimadores recuperadores de tubo aletado. Com o queimador regenerador, são alcançadas as maiores eficiências, mas é preciso aceitar um certo esforço para a comutação cíclica e a extração de gás de escape. Particularmente no caso de queimadores de baixa potência e sistemas de fornos pequenos, essa despesa nem sempre é justificada com os preços atuais da energia. Com o novo queimador recuperativo de fluxo dividido, altas eficiências são obtidas com um sistema recuperativo. Ambos os tipos de queimadores usam oxidação sem chama, que atinge valores muito baixos de óxido de nitrogênio.
Autores: S. Ogonek, L. Rabe, S. Dixon
Publicação: Aquecimento Industrial
Ano: 2009
A Betts Spring, fabricante OEM de molas helicoidais para uso automotivo e outros usos, foi fundada em 1868 na área da Baía de São Francisco, na Califórnia. Eles estão no mercado há mais tempo do que a maioria das empresas porque estão lidando com sucesso (entre outras coisas) com o aumento dos custos - tanto os custos de produção quanto o custo de vida dos funcionários. Para proporcionar uma melhor qualidade de vida aos funcionários e controlar os custos da empresa, a equipe de gerenciamento tomou a decisão de transferir a operação de produção da primavera para um novo local.
Autor: J.G. Wünning
Conferência: 8º INFUB
Localização: Portugal
Ano: 2008
O pré-aquecimento regenerativo do ar de combustão tornou-se cada vez mais popular devido ao aumento dos custos de energia. Os avanços na redução da formação de NOx tornaram possível diminuir as emissões em novas instalações, apesar das altas temperaturas de pré-aquecimento do ar. Atualmente, há muitos fornos regenerativos na indústria siderúrgica, muitos deles em grandes fornos de reaquecimento. Mas ainda há um grande potencial de economia de energia. Além das grandes capacidades de queima nos fornos de reaquecimento, há muitos fornos de tratamento térmico com queimadores de menor capacidade e também fornos aquecidos por tubos radiantes. Os sistemas de queimadores regenerativos de pequena capacidade exigem conceitos diferentes que serão discutidos na apresentação.
Autores:
A. Georgiev, J.G. Wünning, U. Bonnet
Publicação: Heat Processing
Ano: 2008
Este artigo descreverá a aplicação de um novo queimador autorregenerativo em uma linha de galvanização contínua. Após uma breve introdução da linha de processo, o queimador autorregenerativo será descrito. As temperaturas muito altas de pré-aquecimento do ar permitem uma economia considerável de energia e a oxidação sem chama suprime a formação de NOx.
Autores:
Dragisa Ristic1, Maik Schneider, Anja Schuster, Prof. Dr. techn. Günter Scheffknecht, Dr. Joachim G. Wünning
Conferência: 7th HTACG 08
Localização: Phuket, Tailândia
Ano: 2008
Nos últimos anos, a tecnologia de combustão sem chama foi desenvolvida para reduzir as emissões de NOx nos processos de combustão. Neste trabalho, uma redução significativa das emissões de NOx foi obtida com o desenvolvimento de um novo projeto de queimador sem chama de carvão. O objetivo deste artigo é examinar os mecanismos que formam o NOx na combustão de carvão pulverizado em estágios de ar. Nessa pesquisa, a determinação da porção combustível-NO das concentrações totais de NO foi feita por meio da avaliação das medições de gás de combustão e do uso da mistura Ar/O2 em vez de ar de combustão no modo sem chama e com chama. As espécies que contêm nitrogênio, como HCN e NH3, e as espécies gasosas usadas para calibração foram registradas usando um espectrofotômetro FTIR de alta resolução no modo sem chama e com chama. O efeito da estequiometria na zona rica em combustível e o efeito da temperatura da parede do forno foram examinados no modo sem chama. Os resultados mostram uma forte influência do conteúdo de matéria volátil no carvão sobre a emissão de NOx. O NO térmico pode ser reduzido duas vezes no modo sem chama. No modo sem chama na zona de combustão primária sob condições ricas em combustível, os componentes redutores HCN e NH3 são as espécies nitrogenadas voláteis dominantes. A quantidade de nitrogênio volátil total do combustível produzido na zona de combustão primária em condições ricas em combustível depende da estequiometria local. O aumento da temperatura da parede da fornalha diminui o NO do combustível.
Autor:
Joachim G. Wünning
Conferência: 7th HTACG 08
Localização: Phuket, Tailândia
Ano: 2008
O pré-aquecimento do ar tornou-se cada vez mais popular devido ao aumento dos custos de energia. Os avanços na redução da formação de NOx tornaram possível diminuir as emissões em novas instalações, apesar das altas temperaturas de pré-aquecimento do ar. Além das grandes capacidades de queima nos fornos de reaquecimento, há muitos fornos de tratamento térmico com queimadores de menor capacidade e também fornos aquecidos por tubos radiantes. Os sistemas de queimadores recuperativos e regenerativos de pequena capacidade exigem conceitos diferentes que serão discutidos neste documento.
Autor: J.G. Wünning
Conferência: AFRC - JFRC
Localização: Havaí, EUA
Ano: 2007
O pré-aquecimento regenerativo do ar de combustão tornou-se cada vez mais popular devido ao aumento dos custos de energia. Os avanços na redução da formação de NOx tornaram possível diminuir as emissões em novas instalações, apesar das altas temperaturas de pré-aquecimento do ar. Atualmente, existem muitos fornos regenerativos na indústria siderúrgica, muitos deles em grandes fornos de reaquecimento. Mas ainda há um grande potencial de economia de energia. Além das grandes capacidades de queima nos fornos de reaquecimento, há muitos fornos de tratamento térmico com queimadores de menor capacidade e também fornos aquecidos por tubos radiantes. Os sistemas de queimadores regenerativos de pequena capacidade exigem conceitos diferentes que serão discutidos na apresentação.
Autores: A. Georgiev, J.G. Wünning, U. Bonnet
Jornal: Gas Heat International
Ano: 2007
O artigo descreve o uso de queimadores regenerativos compactos em tubos de aquecimento de jato P duplo de uma linha de galvanização por imersão a quente. Após uma breve descrição do sistema geral e do forno de recozimento, a operação do queimador regenerativo é descrita. O queimador regenerativo contribui decisivamente para a economia de energia por meio de temperaturas muito altas de pré-aquecimento do ar e, ao mesmo tempo, reduz as emissões de NOx por meio do uso de oxidação sem chama.
Autores: J.A. Wünning, J.G. Wünning
Conferência: Dia da Chama Alemã
Local: Berlim, Alemanha
Ano: 2007
Os tubos de aquecimento radiante são usados para aquecimento indireto de plantas de termoprocessamento, principalmente no campo do tratamento térmico do aço. Os mais modernos são os queimadores recuperativos, em que o queimador e o pré-aquecedor de ar recuperativo formam uma unidade de construção. Devido ao aumento dos preços da energia, estão sendo feitos esforços crescentes para aumentar ainda mais a eficiência do pré-aquecimento do ar e, portanto, a eficiência da queima. Temperaturas mais altas de pré-aquecimento do ar podem ser alcançadas com um pré-aquecedor de ar regenerativo, que oferece um potencial de economia de 15-25% em comparação com um queimador recuperador. Até agora, no entanto, os queimadores regeneradores têm sido usados principalmente para aquecimento aberto e em capacidades de queimador mais altas. O artigo descreve o desenvolvimento e as primeiras aplicações de queimadores regeneradores compactos que são compatíveis com queimadores recuperadores. Na tecnologia de combustão, a formação de óxidos de nitrogênio térmico deve ser evitada acima de tudo. Com a ajuda da oxidação sem chama, é possível obter baixos valores de NOx, apesar das temperaturas extremamente altas de pré-aquecimento do ar em conjunto com as condições de fluxo confinado no tubo radiante. Outro desafio é a acomodação do trocador de calor regenerativo em um volume de construção muito compacto.
Autores: A. Schuster, M. Zieba, G. Scheffknecht, J.G. Wünning
Conferência: 15ª Conferência Europeia de Biomassa
Localização, Berlim, Alemanha
Ano: 2007
A demanda por biomassa para a produção de calor e energia aumentou intensamente nos últimos anos devido ao aumento dos preços do gás e do petróleo. Até o momento, a maior parte da biomassa de alta qualidade (por exemplo, pellets de madeira, madeira não tratada) é usada para a produção de calor, mas a biomassa de baixa qualidade também está se tornando cada vez mais interessante. Para a utilização de biomassa de baixa qualidade, é necessária uma tecnologia de combustão avançada devido ao seu alto teor de componentes inertes, por exemplo, nitrogênio. A gaseificação de biorresíduos sólidos para gerar gases de baixo poder calorífico (LCV) e sua subsequente combustão é uma das possíveis vias de conversão. No trabalho apresentado, foi desenvolvido um queimador com vários bicos para gases de baixo poder calorífico aplicando oxidação sem chama (FLOX®), que tem várias vantagens em comparação com os queimadores de chama convencionais. O queimador FLOX® foi integrado em um forno de câmara dupla existente e quatro resíduos diferentes de processos de biorrefinaria foram testados. Além de uma combustão mais estável com uma queima aprimorada e, portanto, uma faixa mais ampla de operação, também foi obtido um melhor desempenho devido à operação com menor excesso de oxigênio. Além disso, a alta densidade de potência de um queimador FLOX® reduz o volume da câmara de combustão em cerca de 75 %. No entanto, as investigações também mostraram que o queimador FLOX® só pode reduzir as emissões térmicas de NO, mas as emissões de NO relacionadas ao nitrogênio ligado ao combustível (por exemplo, em altos teores de resíduos agrícolas) ainda estão em um nível alto ou até mesmo aumentadas pela combustão sem chama.
Autores: A. Schuster, M. Zieba e G. Scheffknecht, J.G. Wünning
Conferência: IFRF Member Conf.
Localização: Pisa, Itália
Ano: 2007
A utilização de biomassa de baixo teor requer uma tecnologia adequada que atenda às crescentes demandas com relação à redução de emissões (por exemplo, NOx). Neste trabalho, será apresentado um novo queimador para gás de baixo poder calorífico (LCV) que aplica a oxidação sem chama (FLOX®) e substitui o queimador de chama convencional de um forno de câmara dupla. A integração de um queimador FLOX® adaptado mostrou vários benefícios. Diferentes biorresíduos foram testados e uma combustão mais estável com queima aprimorada foi obtida para todos os combustíveis testados. Além disso, o queimador pode ser operado em uma faixa mais ampla de operação e mais próximo das condições estequiométricas. Devido à alta densidade de potência de um queimador FLOX®, a instalação completa pode ser reduzida no futuro. Ainda assim, os testes mostraram que o potencial de redução de NOx de um queimador FLOX® é limitado para a combustão de gás LCV, uma vez que a maioria das emissões de NO está relacionada ao nitrogênio ligado ao combustível. Nos gases LCV gerados a partir de pellets de trigo e pellets de torta de colza, são medidas altas concentrações de precursores de NO (NH3 e HCN) que são posteriormente oxidados a NO no queimador FLOX®. Portanto, é proposto um queimador com estágio de ar para gases LCV ricos em N com base na combustão sem chama, em que os precursores de NO podem ser reduzidos a N2 em uma primeira região subquiométrica. As simulações de CFD foram aplicadas para investigar um projeto adequado de um queimador FLOX® com estágio de ar. Foi dada ênfase especial à criação de uma recirculação interna suficiente de gases de combustão necessária para a combustão sem chama. São apresentados os primeiros resultados das simulações de CFD.
Autor: J.G. Wünning
Conferência: Simpósio de Processos Térmicos
Localização: Düsseldorf, Alemanha
Ano: 2007
A eficiência energética tornou-se uma das principais prioridades de muitas empresas do setor de aço e tratamento térmico. Como os gases quentes de exaustão representam a maior fonte de perdas na maioria dos fornos industriais, o pré-aquecimento do ar de combustão oferece o maior potencial de economia de energia. Diferentes estratégias serão discutidas neste documento com relação às suas vantagens, mas também com relação aos aspectos que devem ser considerados. Também será apresentado um novo tipo de queimador regenerativo para aquecimento de tubos radiantes. O pré-aquecimento regenerativo do ar é aceito como a maneira mais eficaz de aumentar a eficiência energética para o aquecimento de processos de alta temperatura, mas, no passado, era considerado muito complexo e caro para o aquecimento de fornos de tratamento térmico de pequeno e médio porte.
Autor: J.G. Wünning
Revista: Industrial Heating
Ano: 2007
Os tubos radiantes a gás são amplamente utilizados para aquecer fornos industriais. A eficiência energética tornou-se uma das principais prioridades de muitas empresas do setor de tratamento térmico. Este documento discutirá as opções disponíveis e apresentará um novo tipo de queimador regenerativo para aquecimento de tubos radiantes. O pré-aquecimento regenerativo do ar é aceito como a maneira mais eficaz de aumentar a eficiência energética para o aquecimento de processos de alta temperatura, mas era considerado muito complexo e caro para o aquecimento de fornos de tratamento térmico de pequeno e médio porte.
Autores:
R. Berger, A. Schuster, J.G. Wünning
Revista: Gaswärme International
Ano: 2006
O conceito de biorrefinaria contrasta a simples combustão da madeira com o uso integrado de materiais e energia dos recursos de biomassa. Semelhante ao conceito de locais Verbund na química em larga escala, isso requer o uso eficaz de subprodutos e resíduos. Para isso, a empresa WS-Wärmeprozesstechnik GmbH e a Universidade de Stuttgart estão desenvolvendo novos sistemas de queimadores com base no princípio comprovado da oxidação sem chama (FLOX®). Esse desenvolvimento, por sua vez, levou à fundação da empresa e-flox GmbH, que se dedica à comercialização dessas novas tecnologias. Este documento descreve queimadores de gás pobre que são diretamente acoplados a pré-gaseificadores para utilizar resíduos sólidos. Os gases quentes a 800-900 °C são convertidos em um queimador FLOX®. Com emissões de CO de < 30 mg/m3 em teores de O2 de 4%, foi possível reduzir as emissões de CO em um fator de 4 e as perdas de gás de combustão em cerca de 25 % em comparação com o estado da arte. O queimador testado opera de forma estável com teores de oxigênio de 3 a 9% no gás de combustão. Ele consegue evitar a formação de óxido de nitrogênio térmico, conforme esperado para os queimadores FLOX®, mas as emissões de NOx baseadas em nitrogênio combustível não podem ser reduzidas nessa faixa de operação. Por esse motivo, o conceito do queimador foi desenvolvido em um queimador FLOX® em estágios. Ele será testado no outono em uma planta industrial de pré-gaseificação.
Autores: U. Bonnet, H. Kaczor, J. Wünning
Jornal: Aço Millenium
Ano: 2006
O aquecimento de lingotes de forjamento em fornos de lareira de bogie pode ser muito melhorado por um sistema de aquecimento especial.
queimador com bico de cerâmica projetado que distribui o calor em um padrão mais uniforme, minimizando a
formação de incrustações, consumo de energia e emissões de NOx, além de maximizar a produtividade.
Autores: E. Beck, R. Schönenberg, S. Zeizinger, J. Wuenning
Conferência: Reunião de Galvanizadores
Localização: Columbus, Ohio
Ano: 2006
A Thyssen Krupp Steel iniciou uma nova linha de galvanização de 450.000 t/ano (500.000 toneladas/ano) no outono de 2001 em sua fábrica de Dortmund, Alemanha. O forno de recozimento vertical está equipado com um total de 189 tubos radiantes de duplo P. Essa é a primeira vez que um forno de recozimento vertical é totalmente equipado com o novo design de tubo radiante. O principal motivo para instalar a nova tecnologia de tubo radiante foi melhorar a vida útil do tubo, devido à melhor uniformidade de temperatura do tubo. A apresentação descreverá a tecnologia e fornecerá um relatório de status após cinco anos de operação, com foco especial em:
- vida útil do tubo
- eficiência energética
- confiabilidade
- manutenção e
- emissões
Autor: A. Schuster, R. Berger, G. Scheffknecht, J.G. Wünning, M. Hiltunen, T. Eriksson, M. Schmid, C. Gaegauf
Conferência: Biogas05
Localização: Paris, França
Ano: 2005
A utilização de biocombustíveis de baixa qualidade sofre com a falta de tecnologia avançada. No Projeto Europeu BIO-PRO, novos sistemas de queimadores são desenvolvidos para explorar as fontes não utilizadas de biorresíduos gasosos, líquidos e sólidos. Duas tecnologias inovadoras de queimadores, como a oxidação sem chama (FLOX®) e a preparação contínua de ar (COSTAIR), serão aplicadas e adaptadas à combustão de gás de baixo valor calorífico (LCV). Os objetivos do projeto e a abordagem geral para o desenvolvimento de dois sistemas de queimadores, um para gases e líquidos e outro para sólidos, são descritos. Os resultados do desenvolvimento do queimador FLOX® e um primeiro teste industrial de um protótipo de queimador são apresentados em detalhes. Os gases LCV com um valor calorífico mínimo de 2,5 MJ/Nm3 podem ser queimados de forma estável em um queimador FLOX® em escala de bancada. A utilização de biocombustíveis líquidos (óleo de colza) foi testada com sucesso. As primeiras investigações sobre o potencial de redução de NO do combustível do sistema do queimador mostram resultados promissores. Um primeiro protótipo do queimador FLOX® demonstrou sua flexibilidade de combustível em um teste industrial de 176 horas. Os resultados atuais do desenvolvimento do queimador de gás/líquido agora serão aplicados a um queimador que pode ser integrado diretamente em gaseificadores.
Autores: H. Kaczor, U.Bonnet
Jornal: Gas Heat International
Ano: 2005
Relata-se o uso bem-sucedido de queimadores recuperadores em um forno de lareira de bogie para aquecimento de lingotes de forjamento. A distribuição especial da chama por um cabeçote de queimador de cerâmica torna essa aplicação muito econômica com uniformidade simultânea da penetração de calor.
Autores: Tim McCrea, G. Gabbert, R. Patil
Jornal: Aço Millenium
Ano: 2005
O reequipamento de queimadores recuperativos de extremidade única de cerâmica em uma linha de galvanização contínua proporcionou maior disponibilidade, eficiência energética e fluxo de calor, além de reduzir as emissões em comparação com o sistema de tubos de liga pré-existente. Essa solução eliminou a fonte de falhas nos tubos e estendeu a vida útil dos tubos de 3,5 anos para potencialmente mais de 10 anos.
Autor: J.G. Wünning
Conferência: HTACG05
Localização: Essen, Alemanha
Ano: 2005
A combustão sem chama foi desenvolvida inicialmente para suprimir a formação de NOx térmico em queimadores para aquecimento de fornos industriais usando ar de combustão pré-aquecido. Embora essa técnica seja aplicada em grande número atualmente, há uma série de outras aplicações surgindo. A apresentação fará uma introdução à combustão sem chama e, em seguida, mostrará aplicações industriais e aplicações que estão em fase de pesquisa.
- fornos de tratamento térmico e aquecimento no setor siderúrgico
- turbinas a gás - queimadores de biogás
- queimadores para reformadores de hidrogênio
- queimadores para unidades CHP
- e outros
Autor:
U. Bonnet, K. Telger, J.G. Wünning
Conferência: HTACG05
Localização: Essen, Alemanha
Ano: 2005
Um novo projeto de uma unidade de pré-aquecimento para tiras de aço elétrico foi desenvolvido e instalado na frente de um forno tubular radiante contínuo. A unidade usa queimadores FLOX® autorrecuperáveis dispostos em um "campo de bicos" e foi projetada para pré-aquecer a tira em até 400 °C. O comprimento de aquecimento necessário é reduzido para um quarto de uma seção de forno de tubo radiante comparável. Isso implica uma grande redução no comprimento específico do forno e, portanto, nos custos de layout e investimento. O presente artigo descreve a nova unidade de aquecimento rápido, o feedback dos testes industriais e as conclusões derivadas da instalação bem-sucedida na linha de recozimento contínuo.
Autor:
J.G. Wünning
Revista: Heat Treating Progress
Ano: 2005
Os preços do gás natural, após um longo período de estabilidade, tornaram-se extremamente voláteis nos últimos anos. Esse é apenas um dos desafios que as empresas que operam fornos de tratamento térmico estão enfrentando atualmente. A concorrência mundial está forçando as empresas a produzirem mais produtos com menos pessoas. Há pressão para aumentar o tempo de atividade do forno, enquanto os operadores de forno e a equipe de manutenção são reduzidos. Além disso, há requisitos de emissão cada vez mais rígidos e tarifas futuras de dióxido de carbono ainda desconhecidas. Esses desafios estão relacionados aos sistemas de aquecimento por tubo radiante. Os fornos de tratamento térmico com tecnologia ultrapassada não serão competitivos no futuro. No entanto, muito esforço tem sido feito no desenvolvimento de novos projetos de tubos radiantes, e também há novas tecnologias no mercado que podem ser adaptadas para fornos de tratamento térmico.
Autor:
J.G. Wünning
Conferência: IGT05
Localização: Orlando, Flórida
Ano: 2005
Resumo:
A combustão sem chama foi desenvolvida inicialmente para suprimir a formação de NOx térmico em queimadores para aquecimento de fornos industriais usando ar de combustão pré-aquecido. Embora essa técnica seja aplicada em grande número atualmente, há uma série de outras aplicações surgindo. A apresentação fará uma introdução à combustão sem chama e, em seguida, mostrará aplicações industriais e aplicações que estão em fase de pesquisa.
- fornos de tratamento térmico e aquecimento no setor siderúrgico
- turbinas a gás
- queimadores de biogás
- queimadores para reformadores de hidrogênio
- queimadores para unidades CHP
- e outros
Autor: J.G. Wünning
Conferência: Galvanizadores
Localização: Charleston, EUA
Ano: 2004
Após um longo período de preços baixos e estáveis do gás natural, os preços se tornaram extremamente voláteis nos últimos anos. Esse é apenas um dos desafios que as empresas operadoras de linhas de galvanização estão enfrentando no momento. A concorrência mundial está forçando as empresas a produzir cada vez mais toneladas de tiras com cada vez menos pessoas. O tempo de atividade das linhas deve aumentar enquanto o número de operadores de fornos e a equipe de manutenção são reduzidos. Além disso, há requisitos de emissão cada vez mais rígidos e tarifas futuras de dióxido de carbono ainda desconhecidas. Todos esses desafios também estão relacionados aos sistemas de aquecimento de tubos radiantes dos fornos de linha de tiras. As linhas de tiras com tecnologia ultrapassada não serão competitivas no futuro. Por outro lado, muito esforço foi dedicado ao desenvolvimento de novos projetos de tubos radiantes, e também há novas tecnologias no mercado que podem ser adaptadas para fornos de linha de tiras.
Autores:
W. Roth, L.A. Ruiter, K.-H. Kirchhoff
Revista: Heat Processing
Ano: 2004
O forno de uma linha de recozimento e decapagem contínuos para tiras de aço inoxidável geralmente é de queima direta. Devido à superfície brilhante da tira de aço inoxidável, são necessárias altas temperaturas na zona para obter boas taxas de aquecimento. As perdas de gás de combustão podem ser reduzidas com longas zonas de pré-aquecimento não aquecidas em combinação com um trocador de calor central ou com o uso de queimadores autorregenerativos.
Autores:
W. Roth, L.A. Ruiter, K.-H. Kirchhoff
Revista: GasWärme Int.
Ano: 2004
Os fornos de recozimento contínuo como parte de uma linha de recozimento e decapagem para tiras de aço inoxidável geralmente são aquecidos diretamente. Devido às superfícies brilhantes da tira de aço inoxidável, são necessárias altas temperaturas na zona para obter um desempenho de aquecimento razoável no forno. Para minimizar as perdas de gás de exaustão, deve ser fornecida uma longa zona de pré-aquecimento não aquecida em conexão com um trocador de calor central para o ar de combustão ou devem ser usados queimadores regenerativos.
Autor: J.G. Wünning
Conferência: IFRF Member Conf.
Localização: Noordwijkerhout, Holanda
Ano: 2004
Se uma mistura combustível de combustível e ar for inflamada, uma chama pode se desenvolver. Na zona de reação, chamada de frente de chama, a temperatura aumenta rapidamente para temperaturas próximas à temperatura adiabática. A chama pode ser estabilizada dentro ou perto do queimador, de modo que a combustão seja estável e controlada. Os diferentes métodos de estabilização da chama desempenham um papel importante no campo do desenvolvimento de queimadores. Exemplos são a estabilização por defletores e redemoinhos. Para a supervisão necessária da chama, são usados os efeitos ópticos e elétricos das chamas. Os projetos modernos de queimadores usam detectores de UV ou de ionização para sistemas automáticos de segurança de chamas. Na ausência de um sinal de chama, o queimador é desligado. Portanto, pode-se dizer que as chamas cumprem duas funções importantes: a estabilização da chama garante uma reação constante e controlada e uma chama estável fornece um sinal constante e confiável para os sistemas de segurança contra chamas. A questão é: por que abandonar o conceito comprovado das chamas e quais são as vantagens da oxidação sem chama? A principal e importante resposta a essa pergunta é que a oxidação sem chama pode suprimir a formação térmica de NO mesmo quando se usa ar altamente pré-aquecido. A apresentação fornecerá uma visão geral das atividades relacionadas à oxidação sem chama da última década e também apresentará uma perspectiva dos potenciais futuros.
Autor:
V. Burkhardt, W. Roth, H. Tibbenham, J. Wuenning
Publicação: Aço Millenium
Ano: 2004
As linhas contínuas de recozimento e decapagem (A&P) para tiras de aço inoxidável são grandes fábricas em que a tira é recozida em fornos de chama livre em alta temperatura (1250 °C no máximo) e em que o aquecimento e a oxidação uniformes são importantes para a qualidade da superfície. As bobinas são laminadas a frio e, em seguida, recozidas em uma linha de A&P a jusante, onde os requisitos de qualidade são muito rigorosos. A economia de energia, as emissões de NOx da combustão de gás natural e da decapagem, a produtividade e o bom desempenho (uniformidade, facilidade de operação e controle) são questões importantes, pois afetam diretamente a qualidade e os custos do produto. A tecnologia sem chama foi desenvolvida para possibilitar um pré-aquecimento de ar extremamente alto com baixo teor de NOx em fornos de processo de alta temperatura.
Autor:
A. Milani, J.G. Wünning
Conferência: IFRF Member Conf.
Localização: Noordwijkerhout, Holanda Ano: 2004
O relatório a seguir analisa a tecnologia moderna de tubos radiantes, com ênfase na recuperação de calor e nas técnicas de combustão com baixo teor de NOx, incluindo a combustão sem chama. O desempenho dos tubos radiantes é de importância fundamental em grandes fornos de linha de tiras; o padrão de combustão dentro do tubo, bem como a conexão de muitos tubos ao forno, desempenham um papel crucial. O artigo avalia os recursos relacionados a esse tópico, desde os principais conceitos de design até os materiais disponíveis para tubos radiantes, desde medidas de economia de energia até a redução de emissões de NOx e controle de chama/planta. São relatadas aplicações significativas em grandes plantas industriais, bem como o desenvolvimento contínuo de novos produtos. A prática industrial e o feedback de campo apontam que os custos de investimento adicionais para um sistema de tubos radiantes eficiente e confiável podem ser recuperados em poucos anos e proporcionam melhor qualidade e condições operacionais.
Autor: J.G. Wünning
Revista: Industrial Heating Magazine
Ano: 2004
O desempenho do equipamento de combustão é uma questão importante nas modernas linhas de recozimento e decapagem de tiras de aço inoxidável, não apenas para economia de energia e baixas emissões de NOx, mas também para a qualidade do produto e operação confiável. Um queimador regenerativo compacto para essa finalidade foi projetado, amplamente testado e instalado com sucesso em fornos industriais em diferentes países. Recentemente, uma linha de A&P na Columbus Stainless Ltd., na África do Sul, foi modernizada usando queimadores regenerativos.
Autor:
A. Milani, J.G. Wünning
Conferência: Totem IFRF
Localização: Estocolmo, Suécia
Ano: 2003
O relatório a seguir analisa a tecnologia moderna de queimadores regenerativos, com ênfase na recuperação de calor e nas técnicas de combustão sem chama para processos de alta temperatura. O desempenho do equipamento de combustão é muito importante em grandes fornos de linha de tiras, não apenas para economia de energia e redução de NOx, mas também para uma operação confiável e sem problemas. O artigo descreve um queimador regenerativo moderno e compacto que foi amplamente instalado e testado em fornos industriais e avalia os recursos relacionados. São relatadas aplicações significativas e bem-sucedidas em grandes linhas de recozimento e decapagem de tiras de aço inoxidável. A prática industrial e o feedback de campo indicam que um sistema de combustão moderno, eficiente e mais confiável pode ser competitivo e que os possíveis custos adicionais de investimento podem ser recuperados em um curto espaço de tempo, proporcionando melhor qualidade e condições operacionais mais fáceis.
Autor: J.G. Wünning
Publicação: Heat Processing
Ano: 2003
O gás natural é o combustível mais usado para a faixa de aquecimento em fornos devido à sua disponibilidade e combustão limpa, além de permitir custos de energia muito mais baixos em comparação com os sistemas de aquecimento elétrico, desde que seja usado um sistema eficiente. Além das questões de custo de energia, os sistemas de aquecimento desempenham um papel importante no desempenho de um forno, especialmente em relação à uniformidade da temperatura/qualidade do produto, entrada líquida de calor/produtividade, eficiência energética/custos operacionais, manutenção/custos operacionais, vida útil do tubo/custos operacionais, emissões de gás de combustão/poluição, tempo de inatividade do forno, facilidade de operação e custos de investimento. Os relatórios a seguir mostram que todos esses aspectos devem ser considerados para tomar uma decisão sobre um novo forno de tratamento térmico ou um projeto de modernização.
Autor: J.G. Wünning
Conferência: AISE
Localização: Pitsburgh, PA
Ano: 2003
Muitas linhas de processamento de tiras incluem fornos que operam em uma atmosfera protetora. A maioria deles é aquecida por meio de tubos radiantes alimentados por gás. O desempenho dos tubos radiantes é vital para: produtividade, qualidade da tira, custos operacionais (energia), disponibilidade e manutenção necessária. As linhas de tiras geralmente têm taxas de produção na faixa de 50 a 100 t/h de tiras e todas as paradas não programadas da linha geram grandes problemas. A qualidade da tira é essencial para atender aos altos padrões dos clientes. As linhas de processo com baixa eficiência de combustível correm o risco de não serem competitivas, especialmente em tempos de altas flutuações dos preços do gás natural e dos mercados globais. A manutenção, especialmente a não programada, deve ser reduzida, pois as linhas de processo são operadas com cada vez menos pessoal.
Autor:
A. Al-Halbouni; A. Giese; M. Flamme, B. Michalski; V. Scherer, J. G. Wünning
Conferência: Dia da Chama Alemã
Ano: 2003
Como parte de um projeto conjunto financiado pela Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigung AiF (Federação Alemã de Associações de Pesquisa Industrial), o Gaswärme-Institut e.V. Essen (GWI) e a Cátedra de Sistemas de Energia e Tecnologia de Processos Energéticos (LEAT) da Universidade Ruhr de Bochum, novos sistemas de queima estão sendo investigados com o objetivo de desenvolver um conceito de queimador que garanta a combustão eficiente em termos de energia e ecologicamente correta de gases pobres com um teor de CH4 < 30 vol. -% e, assim, contribua para a geração descentralizada de eletricidade a partir de gases de baixo poder calorífico em micro turbinas a gás. Com base em resultados de investigação detalhada sob condições atmosféricas no GWI, as configurações ideais do queimador são estabelecidas por meio de simulações numéricas e critérios de aumento de escala para os testes de pressão subsequentes na câmara de combustão de pressão LEAT. Este documento apresenta os resultados das investigações atmosféricas e explica o status dos testes de pressão.
Autor:
C. Fielenbach, Th. Holfeld, C. von Petery, U. Renz, J.G. Wünning
Conferência: Carvão
Localização: Pitsburgh, PA
Ano: 2003
O gás natural é o combustível mais usado para a faixa de aquecimento em fornos devido à sua disponibilidade e combustão limpa, além de permitir custos de energia muito mais baixos em comparação com os sistemas de aquecimento elétrico, desde que seja usado um sistema eficiente. Além das questões de custo de energia, os sistemas de aquecimento desempenham um papel importante no desempenho de um forno, especialmente em relação à uniformidade da temperatura/qualidade do produto, entrada líquida de calor/produtividade, eficiência energética/custos operacionais, manutenção/custos operacionais, vida útil do tubo/custos operacionais, emissões de gás de combustão/poluição, tempo de inatividade do forno, facilidade de operação e custos de investimento. Os relatórios a seguir mostram que todos esses aspectos devem ser considerados para tomar uma decisão sobre um novo forno de tratamento térmico ou um projeto de modernização.
Autor: J.G. Wünning
Conferência: Simpósio de Processos Térmicos
Localização: Düsseldorf, Alemanha
Ano: 2003
Se uma mistura combustível de combustível e ar for inflamada, uma chama pode se desenvolver. Na zona de reação, chamada de frente de chama, a temperatura aumenta rapidamente para temperaturas próximas à temperatura adiabática. A chama pode ser estabilizada dentro ou perto do queimador, de modo que a combustão seja estável e controlada. Os diferentes métodos de estabilização da chama desempenham um papel importante no campo do desenvolvimento de queimadores. Exemplos são a estabilização por defletores e redemoinhos. Para a supervisão necessária da chama, são usados os efeitos ópticos e elétricos das chamas. Os projetos modernos de queimadores usam detectores de UV ou de ionização para sistemas automáticos de segurança de chamas. Na ausência de um sinal de chama, o queimador é desligado. Portanto, pode-se dizer que as chamas cumprem duas funções importantes:
- a estabilização da chama garante uma reação constante e controlada
- e uma chama estável fornece um sinal constante e confiável para os sistemas de segurança contra chamas.
A questão é por que abandonar o conceito comprovado de chamas e quais são as vantagens da oxidação sem chama. A principal e importante resposta a essa pergunta é que a oxidação sem chama pode suprimir a formação térmica de NO, mesmo quando se usa ar altamente pré-aquecido. A apresentação fornecerá uma visão geral das atividades relacionadas à oxidação sem chama da última década e também apresentará uma perspectiva dos potenciais futuros.
Autores: Domschke Th., Becker C., Wünning J.
Relatórios VDI 45, Dia da Chama de 1997
Combustão com baixo teor de óxido de nitrogênio de fluxos contendo N - Uma combinação de craqueamento catalítico e combustão
Autor: J.G. Wünning
Projeto de pesquisa estudantil na RWTH Aachen University intitulado "Hydrogen for process heat generation".
