COMBUSTÃO
Classificações de Queimadores
A
FERNANDO CÖRNER DA COSTA fcorner@uol.com.br Doutor em Energia pela USP, Mestre em Engenharia de Processos Químicos e Bioquímicos pela Mauá, Eng. de Segurança pela UERJ e Eng. Mecânico pela PUC-RJ, consultor sênior da ULTRAGAZ.
16 OUT A DEZ 2020
partir deste artigo serão apresentados os principais tipos de queimadores, conforme solicitado por muitos leitores. Este primeiro artigo desta nova série apresenta as principais modalidades de classificação. Queimadores são equipamentos destinados à geração de calor a partir da queima de combustíveis, forma de energia chamada “química”. Isso porque os combustíveis, compostos principalmente por átomos de carbono e hidrogênio, sofrem uma reação de oxidação com oxigênio (combustão) resultando em dióxido de carbono e vapor d’água superaquecido, além de outras reações secundárias. A liberação de calor pela combustão é a diferença entre a energia interna contida nos reagentes e nos produtos da combustão, também conhecida como variação da entalpia. A primeira classificação refere-se ao combustível. Existem queimadores que somente podem usar um determinado combustível, como por exemplo, gás natural (GN) ou óleo combustível, os quais constituem a grande maioria destes equipamentos. Excepcionalmente encontram-se queimadores que operam com combustíveis sólidos pulverizados ou ainda em mistura com óleos combustíveis. E existem também, em menor número, queimadores que admitem dois ou mais combustíveis. Os mais conhecidos são os queimadores chamados duais, que admitem o uso de dois combustíveis, os quais evidentemente são bem mais caros devido à sua complexidade. Exemplos são os queimadores GN-GLP e os queimadores gásóleo. A segunda classificação diz respeito ao comburente (oxigênio). Ele pode ser fornecido a partir do ar ambiente por conter 20,9% de oxigênio (base volumétrica), insuflado em baixas pressões por ventiladores ou em médias
Industrial Heating
pressões por ar comprimido. Esses queimadores projetados para a queima com ar podem ainda suportar algum grau de enriquecimento com oxigênio, geralmente elevando o teor para 25% de oxigênio ou pouco mais. Outro tipo de queimador é aquele projetado para operar com oxigênio puro ou elevados teores, acima de 90%, geralmente aplicados a processos térmicos de alta temperatura (acima de 800°C). Existem ainda queimadores especiais, projetados para operar desde ar ambiente até oxigênio puro, denominados “oxy-air burners”, o que permite tirar o melhor proveito em todas as etapas dos processos térmicos. Por exemplo, usar a oxi-combustão na etapa da fusão de um metal, onde a demanda térmica é intensa possibilitando aumento de produtividade, e a queima com ar ambiente na etapa de refino e espera quando tal demanda é baixa. A classificação seguinte refere-se à mistura do combustível com o comburente, exigindo a subdivisão em combustíveis gasosos e em combustíveis líquidos. Os queimadores a gases combustíveis podem ser do tipo pré-mistura, onde o gás e o comburente já saem misturados no bocal dos queimadores, ou mistura na face quando a mistura ocorre a partir do bocal. Os queimadores de mistura na face tornam impossível o retrocesso de chama para o interior dos queimadores, mas torna-se difícil minimizar o excesso de ar de combustão. E existem ainda os queimadores de combustão estagiada, onde diferentes fluxos de comburente possibilitam alimentar a chama ao longo de seu comprimento, sendo um dos artifícios para reduzir as emissões de NOx. Já os queimadores de combustíveis líquidos necessitam de dispositivos que venham atomizar o combustível de forma a possibilitar sua gaseificação e craqueamento no trajeto da chama, proporcionando a necessária intimidade
