Modelo matemático para los fenómenos de combustión en un horno de cubilote

Abstract

RESUMEN : Se presenta un modelo matemático que describe los fenómenos de combustión en un horno de cubilote. La construcción del modelo se realizó con base en las reacciones heterogéneas coque-gas más importantes; es decir, la reacción de combustión, la gasificación por CO2 y la gasificación por vapor de agua. Se usó el programa Matlab versión 5.3 y los resultados de la simulación se compararon con los datos experimentales obtenidos en el horno de cubilote de la planta ecoeficiente de la Universidad de Antioquia. El modelo proporciona los perfiles de composición de los gases en la columna del horno, la composición de los gases en chimenea y la velocidad de carga del metal durante la operación. Las desviaciones máximas obtenidas con el modelo fueron menores de 1% para CO2, 5% para CO, 7% para la relación de combustión y 9% para la velocidad de carga del metal.

ABSTRACT : A mathematical model of the combustion phenomena occurring in a cupola furnace is presented. The most important heterogeneous coke-gas reactions: combustion, CO2 gasification and steam gasification were used for modelling and Matlab (version 5.3) was used to solve said model. Results were compared with experimental data obtained in the cupola furnace of the ecoefficient plant at the University of Antioquia. The model evaluates composition profiles along the furnace column, composition of gases at the chimney and velocity at which metal is fed during this operation. Maximum deviations within 1% for CO2, 5% for CO, 7% for combustion ratio, and 9% for velocity of metal charge were obtained with the model.