O revolvimento da chama e a interação da chama podem ser problemáticos em aplicações de craqueamento de etileno. Os problemas de rolagem da chama podem levar ao impacto da chama nos tubos do forno, resultando em pontos quentes. Essas altas temperaturas localizadas dentro dos tubos podem causar coqueamento prematuro e levar a períodos mais curtos entre o descoqueamento e a redução da produção de etileno. Desde o início dos anos 2000, a Zeeco e a Wison Engineering Ltd. têm trabalhado juntas em muitas aplicações de renovação em que o número de queimadores de piso aumentou e os queimadores tiveram que ser movidos para mais perto. Mesmo nessas situações, o uso da tecnologia certa ajuda a evitar ocorrências problemáticas, como o rolamento e a interação da chama.
O retroajuste de queimadores em aplicações de rachaduras em etileno provaram ser projetos desafiadores devido às exigências de espaçamento entre queimadores e aos efeitos resultantes sobre a qualidade da chama do queimador. À medida que os fornos existentes são atualizados para alcançar maiores capacidades, mais queimadores de piso são adicionados resultando em menores distâncias entre queimadores e maior potencial para condições adversas de chama, tais como interação entre chamas de queimador e capotamento da chama.
Zeeco A ZEECO® desenvolveu uma tecnologia patenteada de queimador de NOx ultrabaixo, o ZEECO® GLSF Min-Emissions Enhanced Jet Flat Flame Burner, que proporciona não apenas uma pegada mecânica muito pequena, mas também produz um perfil de chama com interação muito limitada entre queimadores e entre chamas e sem revolvimento da chama.
A interação da chama entre os queimadores pode causar o impacto da chama sobre os tubos do processo e o aumento das emissões. O impacto da chama também pode ser problemático para a produção prolongada de Etileno, resultando em menores comprimentos e maiores temperaturas dos tubos de metal. Um aspecto inerente ao projeto do queimador de chama plana GLSF é o fato de que o gás combustível é introduzido entre a parede do forno e a corrente de ar. Conseqüentemente, a interação da chama entre os queimadores é minimizada devido à localização da ponta do queimador e ao projeto muito compacto. Como o gás não atravessa a corrente de ar, o projeto de perfuração da ponta pode ser modificado para obter melhores perfis de fluxo de calor sem afetar adversamente as emissões térmicas de NOx.
Uma das outras principais preocupações para a empresa operacional do usuário final é o acendimento de chamas. Quando o momento dos gases quentes que se movem para cima do queimador se torna menor que o momento dos gases mais frios que se movem para baixo dos tubos do forno, ocorre o capotamento das chamas. Revisaremos os detalhes de projeto e as vantagens do queimador GLSF, forneceremos detalhes específicos de instalação, lições aprendidas durante o retrofit e incluiremos resultados para várias das aplicações de retrofit.
Queimadores de baixa emissão encontrados em unidades de craqueamento de etileno tipicamente utilizam tecnologia de combustível por etapas. Estes queimadores particulares têm pontas de combustível encenadas estrategicamente posicionadas para que o combustível saia dos orifícios e passe sobre a corrente de ar de combustão antes de alcançar a parede. A fim de modificar o padrão da chama para alcançar um fluxo de calor uniforme nas porções inferiores do envelope da chama, os orifícios devem ser perfurados em ângulos cada vez mais abruptos em direção à parede do forno. Estes ângulos de orifício fazem com que o ar e o gás combustível se misturem mais rapidamente, aumentando assim o NOx térmico, e exigindo um compromisso entre o perfil do fluxo de calor e a produção de NOx térmico. Como o perfil do fluxo térmico se torna mais uniforme, com uma média acima de 90%, as emissões de NOx normalmente aumentam junto com o aumento da porcentagem do fluxo. No mesmo sentido, como o NOx é reduzido, o percentual de fluxo térmico também é reduzido.
A Wison modernizou muitos fornos de craqueamento de etileno com os queimadores Zeeco GLSF Min-Emissions para atender a requisitos de chama desafiadores. Embora os queimadores tenham sido montados próximos uns dos outros, eles não mostraram sinais de interação de chama ou de revolvimento da chama. O design compacto do queimador permitiu que mais queimadores fossem instalados mais próximos uns dos outros sem afetar negativamente o comportamento da chama. O projeto do queimador GLSF Min-Emissions foi usado em mais de 140 fornos de craqueamento de etileno desafiadores, alguns dos quais com garantias de emissões de NOx inferiores a 90 mg/Nm3.
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