Estudio del efecto de la variabilidad del poder calorifico de las mezclas de gases en la combustion en hornos de refineria mediante dinamica de fluidos computacional (cdf)

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dc.contributor.advisorKafarov, Viatcheslav Victorovich
dc.contributor.advisorDíaz Mateus, Fabián Andrey
dc.contributor.advisorÁlvarez Castro, Helver Crispiniano
dc.contributor.authorMorales Restrepo, Sergio Andrés
dc.date.accessioned2023-04-06T20:24:52Z
dc.date.available2023
dc.date.available2023-04-06T20:24:52Z
dc.date.created2019
dc.date.issued2019
dc.description.abstractEn los procesos de refinación de petróleo se generan diversas mezclas de gases residuales ahorro de gas natural, con el cual se mezclan, o se utilizan directamente en los equipos, especialmente en los hornos. Sin embargo, la composición de estas mezclas de gases no es homogénea, lo cual genera alteraciones en el poder calorífico y en el proceso de combustión. La simulación numérica mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD, por sus siglas en inglés) ha demostrado ser una técnica de alta precisión para modelamiento y simulación de hornos de refinería, que puede ofrecer y predecir información detallada de operación de hornos. En la literatura se han reportado muy pocos estudios de simulación en CFD donde se investigue el efecto de la variación de la composición del combustible sobre la distribución de los perfiles de velocidad, temperatura y especies químicas al interior de hornos de refinería y sus principales variables operacionales. Teniendo en cuenta lo anterior, en este proyecto se estudió el efecto de la variabilidad del poder calorífico de mezclas de gases de refinería en el proceso de combustión en hornos mediante CFD simulando casos comparativos con los cuales se pudo evidenciar que al aumentar el poder calorífico de la mezcla de gases, se presenta un incremento en la temperatura pico de piel de tubo en la zona inferior del horno, las emisiones de CO2 y de NO. Por otro lado, si el poder calorífico disminuye, la temperatura pico de piel de tubo en la zona inferior se reduce y lo mismo ocurre con las emisiones de CO2 y NO. En síntesis, se determinó que el uso de mezclas de alto poder calorífico puede convertirse en una desventaja operativa y ambiental en los hornos de refinería. 1
dc.description.abstractenglishIn the petroleum refining processes various mixtures of waste gases are generated, also called "refinery gases (GR)", these gas mixtures constitute a source of natural gas savings, with which they are mixed, or used directly in the equipment, especially in ovens. However, the composition of these gas mixtures is not homogeneous, which generates alterations in the calorific value and in the combustion process. The numerical simulation by Computational Fluid Dynamics (CFD) has proven to be a highly accurate technique for modeling and simulation of refinery furnaces, which can offer and predict detailed furnace operation information. In the literature, very few CFD simulation studies have been reported where the effect of the variation of fuel composition on the distribution of velocity, temperature and chemical profiles within refinery furnaces and their main operational variables is investigated. Taking into account the above, this project studied the effect of the calorific power variability of refinery gas mixtures in the combustion process in furnaces by means of CFD simulating comparative cases with which it was possible to demonstrate that by increasing the calorific power of the gas mixture, there is an increase in the peak skin tube temperature in the inferior zone of the furnace, the CO2 and NO emissions also increase. On the other hand, if the calorific value decreases, the peak tube skin temperature in the inferior zone is reduced and the same occurs with CO2 and NO emissions. In summary, it was determined that the use of mixtures of high calorific power can become an operational and environmental disadvantage in refinery furnaces. 3 4 Faculty of Physical-Chemical Engineering. School of Chemical Engineering. Director: Dr.Sc. Viatcheslav Kafarov. Codirector: Ph.D. Fabián Díaz Mateus. Codirector: M.Sc. Helver Álvarez
dc.description.degreelevelMaestría
dc.description.degreenameMagíster en Ingeniería Química
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/14044
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicoquímicas
dc.publisher.programMaestría en Ingeniería Química
dc.publisher.schoolEscuela de Ingeniería Química
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCombustión
dc.subjectHornos De Refinería
dc.subjectSimulación
dc.subjectDinámica De Fluidos Computacional
dc.subject.keywordCombustion
dc.subject.keywordRefinery Furnace
dc.subject.keywordSimulation
dc.subject.keywordComputational Fluid Dynamics
dc.titleEstudio del efecto de la variabilidad del poder calorifico de las mezclas de gases en la combustion en hornos de refineria mediante dinamica de fluidos computacional (cdf)
dc.title.englishStudy of the effect of the variability of the calorific power of gas mixtures in combustion in refinery furnaces using computational fluid dynamics (cfd)3
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría
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