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Autore: R. Waibel

Collana: FM - 2004 Sorrento - Third International Symposium - Energy and Environment

Note:
Nel corso degli anni passati, é stata sviluppata una tecnologia per Bruciatori “ultra Low NOx” basata sul principio della premiscelazione magra. Tale tecnologia é stata utilizzata in una numerosa serie di applicazioni su forni industriali, con notevole successo nella riduzione delle emissioni di ossidi di azoto. Recentemente questo tipo di bruciatore é stato applicato ai forni ad alta temperatura per la produzione di etilene. Questi forni sono un’applicazione particolarmente difficile a causa delle elevate temperature operative nella sezione radiante e a causa delle esigenze di particolari profili del flusso termico nella camera stessa. Infatti, cambiamenti nella distribuzione del flusso termico possono influire sulle rese dei prodotti, come pure sulla presenza di alte temperature localizzate sui tubi ,che possono ridurne la durata e la frequenza dei cicli di decoking.

L’applicazione delle tecnologie “ultra Low NOx” con premiscelazione magra é stata il frutto di uno sforzo coordinato tra i progettisti dei bruciatori, dei forni e degli utilizzatori finali. La combinazione del bruciatore “ultra Low NOx” a premiscelazione magra e l’analisi tramite CFD ha permesso agli utilizzatori finali di raggiungere risultati per le emissioni che hanno permesso loro di ottemperare alle più recenti normative degli Stati Uniti , senza dover ricorrere a sistemi di riduzione catalitica selettiva e senza sacrificare né la produzione né il funzionamento del forno.
I bruciatori a bassa emissione di NOx utilizzati precedentemente in questa difficile applicazione ad alta temperatura, hanno prodotto emissioni in un campo tra 26 e 47 mg di NOx per MJ ( 0.06-0.11 lb per milione di Btu).
Prove in campo hanno mostrato che i bruciatori con tecnologia Ultra Low NOx a premiscelazione magra possono raggiungere emissioni comprese tra 13 e 16 mg di NOx per MJ (0.03-0.036 lb per milione di Btu).


Over the past several years lean-premix ultra-low NOx burners have been developed and utilized in a variety of industrial furnace applications with remarkable success in reducing NOx emissions. Recently this type of burner has been applied to high temperature ethylene furnaces. These furnaces are a particularly difficult application in terms of the high operating temperatures in the furnace radiant section and the prescribed flux profile requirements in this chamber. Changes in the heat flux distribution can lead to effects on product yields as well as localized high tube metal temperatures affecting tube life and reducing run lengths between decoking cylcles.

Application of the lean-premix ultra-low NOx burners has been a collaborative effort between the burner designers, furnace designers and the endusers.1 The combination of ultra-low NOx lean-premix burner design and computational fluid dynamic analysis has allowed the enduser to achieve emission results that meet the emission reduction requirements mandated by the latest regulations without the need for selective catalytic NOx reduction methods and without sacrificing production rates or furnace operation. Previous low NOx burners utilized in this difficult, high temperature application have produced emissions in the range of 26 to 47 mg of NOx per MJ (0.06 to 0.11 lb per million Btu). Field tests have shown that the new lean-premix ultra-low NOx burners can achieve emissions in the range of 13 to 16 mg of NOx per MJ (0.03 to 0.036 lb per million Btu).