Ossicombustione e boosting nei forni  [ Torna indietro  Combustione  ]

Principio

Nella maggior parte dei processi industriali di combustione si impiega l’aria quale agente ossidante.

L’aria contiene azoto ed argon, oltre all’ossigeno, che è presente solo al 21 %. La presenza degli altri gas ha effetto diluente e diminuisce la temperatura di fiamma, oltre ad a diminuire l’efficienza termica della combustione, poiché il calore perso insieme ai fumi è una quota importante del calore di combustione.

L’ossicombustione può essere usata per ottenere più obbiettivi; la loro importanza dipende dal processo e dal rapporto di ossigenazione:

• Migliorare il rendimento termico

• Migliorare il trasferimento di calore

• Migliorare le caratteristiche della fiamma

• Ridurre il volume dei fumi.

Soluzioni per ossicombustione

Indipendentemente dal processo a cui l’ossicombustione viene applicata, l’ossigeno può essere impiegato adottando una delle tre principali modalità di uso, ottimizzandola nello specifico alle esigenze del processo:

• Arricchimento dell’aria di combustione:

L’ossigeno è immesso nell’aria di combustione prima che raggiunga l’ambiente ove avviene la combuatione.

• Arricchimento locale con lance:

L’ossigeno è iniettato con lance all’interno della camera di combustione, per migliorare il trasferimento di calore al prodotto

• Bruciatori ossi-combustibile:

Si impiegano bruciatori che impiegano, come agente ossidante, l’ossigeno puro; possono essere impiegati in presenza di bruciatori ad aria o da soli.

AIR LIQUIDE ha sviluppato I bruciatori ALGLASS™ per queste applicazioni. Air Liquide ha sviluppato inoltre programma di calcolo ATHENA™, in grado di modellizzare processi estremamente complessi quali la combustione in ambiente confinato, interagente con un prodotto che si riscalda e contemporaneamente sviluppa una reazione chimica: classica applicazione la modellizzazione dei forni per vetro.

Campi di applicazione

L’ossicombustione è impiegata in particolare per:

• Produzione di vetro, specialmente quello che richiede elevata temperatura di fusione (P. es. borosilicato); le recenti normative ambientalistiche (Riduzione di emissioni di CO2 ed NOx in particolare) rendono questa tecnologia più interessante anche per vetri prodotti a temperatura più bassa (vetri per bottiglie e contenitori in genere, vetri per casalinghi, vetro piano). Quando i rigenarotori dei forni perdono di efficienza, l’ossigeno permette di mantenere la produzione a parità di portata dei fumi.

• Produzione di fritte (intermedio nella produzione di piastrelle): la produzione avviene in piccoli forni e le emissioni sono spesso corrosive, per cui non è possibile pre-riscaldare l’aria di combustione: l’ossicombustione riduce il volume dei fumi da trattare e permette un sensibile risparmio di combustibile.

• Produzione di cemento: l’ossicombustione parziale (boosting) permette di aumentare la produzione del forno rotativo; il processo di produzione del cemento è molto efficiente dal punto di vista termico, per cui l’ossigeno è vantaggioso solamente per cementi particolarmente pregiati (cemento bianco) e nel caso sia necessario aumentare la produzione oltre la potenzialità del forno.