METODO DE CALCULO DEL SO2 TEORICO CONTENIDO EN LOS

Dossier rb - Apartado E – 4 (gas-oil)
METODO DE CALCULO DEL SO2 TEORICO CONTENIDO EN
LOS GASES DE ESCAPE , EN LA COMBUSTION DEL GAS-OIL
rb bertomeu S.L.
Marzo-2000
DATOS NECESARIOS :
1 – Análisis del Gas-oil : % C y % H2
Si se desconoce el análisis se puede tomar el siguiente dato medio como
análisis tipo :
% C = 87,0 %
% H2 = 12,4 %
2 – Análisis de Azufre del Gas-oil : % S
3 – Exceso de aire en los gases de escape : % Exceso
4 – Análisis medio de Oxígeno en los gases de escape : % O2
5 – Oxígeno de referencia para presentación de datos de emisión : % O2 Ref
CALCULO 1 :
Cálculo del aire estequiométrico necesario para quemar 1 Kg de Gas-oil , en
función del análisis ( % C , % H2 , % S ):
(a) Oxígeno para el C =
(%C/100) x 22,4 / 12
(b) Oxígeno para el H2 =
(%H2 /100) x 22,4 / 4
(c) Oxígeno para el S =
(%S/100) x 22,4 / 32
(d) Oxígeno total =
(a) + (b) + (c) = O2
m3
m3
m3
Aire seco estequiométrico necesario = (d) O2 / 0,21 = Aire Nm3 / Kg Gas-oil
CALCULO 2 : Gases escapados de la combustión
Volumen de gases formados en la combustión estequiométrica :
(a’)
(b’)
(c’)
(d’)
CO2
H2O
SO2
N2
=
=
=
=
(%C/100) x 22,4 / 12 N m3
(%H2/100) x 22,4 / 2 N m3
(%S/100) x 22,4 / 32 N m3
Aire estequiométrico x 0,79
N m3
1
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GHE = Gases húmedos esteq.= (a’) + (b’) + (c’) + (d’) Nm3 / Kg Gas-oil
GSE = Gases secos esteq.
= (a’) + (c’) + (d’) Nm3 / Kg Gas-oil
Aire en exceso :
Aire en exceso
=
Aire estequiométrico x % Exceso / 100
Gases totales escapados de la combustión :
GHT = Gases húmedos totales escapados
=
Aire en exceso + GHE
GST = Gases secos totales escapados
=
Aire en exceso + GSE
CALCULO 3 : Emisión teórica de SO2 con los gases de escape
ST = SO2 máximo emitido =
% S x 10000 x 64 / 32 = % S x 20000 = mg S / Kg Gas-oil
Concentración de SO2 máxima teórica en gases , referida al % O2 medido :
A) Sobre gases húmedos :
SO2 ( mg/Nm3)
=
ST / GHT
B) Sobre gases secos
SO2 ( mg/Nm3)
=
ST / GST
:
Concentración de SO2 máxima teórica en gases , referida al % O2 de Referencia :
C) Sobre gases húmedos :
SO2 ( mg/Nm3) = (A) x (21 - %O2 Ref) / (21 - %O2 medido)
D) Sobre gases secos
:
SO2 ( mg/Nm3) = (B) x (21 - %O2 Ref) / (21 - %O2 medido)
NOTAS :
1 - Las emisiones de SO2 calculadas , normalmente se deben referir a gases secos .
2 – Las emisiones calculadas son las máximas teóricamente posibles con los datos de
% S y % Exceso de aire aplicados . En la práctica , las emisiones reales son algo
inferiores debido a que parte del SO2 se transforma en Sulfatos (cálcico
básicamente) y parte en SO3 . El cálculo , pues , representa la emisión máxima de
Azufre expresada como SO2 .
3 – Los datos de emisión se referirán al % O2 de referencia , de acuerdo con la
legislación vigente en cada Comunidad Autónoma , para el tipo de instalación de
combustión utilizada.
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EJEMPLO :
DATOS :
Análisis del gas-oil :
%C =
% H2 =
%S =
87,0 %
12,4 %
0,3 %
Análisis de los gases de escape :
% O2
Exceso de aire
=
=
12,3 %
145 %
Oxígeno de referencia para los datos finales de emisión :
5%
CALCULO 1 : Aire estequiométrico necesario
Oxígeno para el C
Oxígeno para el H2
Oxígeno para el S
Oxígeno Total
=
=
=
=
(87,0/100) x 22,4 / 12
(12,4/100) x 22,4 / 4
(0,3/100) x 22,4 / 32
1,624 + 0,6944 + 0,0021
Aire estequiométrico necesario = 2,3205 / 0,21
=
=
=
=
=
1,6240 Nm3
0,6944 Nm3
0,0021 Nm3
2,3205 Nm3
11,050 Nm3 / Kg de Gas-oil
CALCULO 2 : Gases escapados de la combustión
CO2
H2O
SO2
N2
=
=
=
=
(87,0/100) x 22,4 / 12
(12,4/100) x 22,4 / 2
(2,3/100) x 22,4 / 32
11,050 x 0,79
=
=
=
=
1,6240 Nm3
1,3888 Nm3
0,0021 Nm3
8,7295 Nm3
Gases húmedos estequiométricos =
1,6240 + 1,3888 + 0,0021 + 8,7295 = 11,7444 Nm3 / Kg Gas-oil
Gases secos estequiométricos =
1,6240 + 0,0021 + 8,7295
Aire en exceso
=
= 10,3556 Nm3 / Kg Gas-oil
11,050 x 145 / 100
3
=
16,0225 Nm3 / Kg Gas-oil
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Total gases escapados de la combustión :
GHT = Gases húmedos totales escapados
16,0225 + 11,7444
=
=
27,7669 Nm3 / Kg Gas-oil
GST = Gases secos totales escapados =
16,0225 + 10,3556
=
26,3781 Nm3 / Kg Gas-oil
CALCULO 3 : Emisiones teóricas de SO2
ST = SO2 total máximo emitido = 0,3 x 20000
=
6000 mg / Kg Gas-oil
Concentración de SO2 referida al % O2 real medido ( 12,3 % ) :
A) Sobre gases húmedos = 6000 / 27,7669 =
216 mg/ Nm3
B) Sobre gases secos
227 mg/ Nm3
= 6000 / 26,3781 =
Concentración de SO2 referida al % O2 de referencia para datos ( 5 % ) :
C) Sobre gases húmedos = 216 x (21-5) / (21-12,3) =
397 mg/ Nm3
D) Sobre gases secos
417 mg/ Nm3
= 227 x (21-5) / (21-12,3) =
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