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Hornos de combustión: alternativas de reducción de emisiones e incremento de rentabilidad

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dc.contributor.authorGuerrero Gómez, Gustavospa
dc.contributor.corporatenameGiraldo Picón, Wilsonspa
dc.date.accessioned2018-11-27T19:47:06Zspa
dc.date.available2018-11-27T19:47:06Zspa
dc.date.issued2017-04-26spa
dc.description325 p. Cdspa
dc.description.abstractLa propuesta de este trabajo de grado inicia identificando las empresas ladrilleras dedicadas a la producción de materiales cerámicos en el municipio de Ocaña, detectando la problemática que vive el sector en lo que respecta a la baja calidad de sus productos, el aumento en el consumo de combustible y de emisiones de gases contaminantes a la atmósfera. Para ello se realizó una serie de ensayos de laboratorio a unas muestras seleccionadas de las ladrilleras para determinar las propiedades físicas y mecánicas de los productos de acuerdo a la norma técnica Colombiana NTC 4205 ,además se realizó la adquisición de datos de temperaturas en el proceso de cocción y enfriamiento a una ladrillera artesanal tipo cielo abierto y a una ladrillera industrial tipo Hoffman para determinar la evaluación termodinámica del proceso de combustión en los hornos seleccionados y se evaluó el requerimiento de aire necesario para la combustión completa en los hornos. También se procedió a la medición de las emisiones productos de la combustión en los hornos, finalmente se hace un análisis del cumplimiento de los requisitos establecidos en la norma técnica Colombiana NTC 4205 y la normativa ambiental vigente para emisión por fuentes fijas en las ladrilleras a los hornos en mención y de acuerdo a esto se plantearon algunas mejoras en los procesos de producción de cerámicos.spa
dc.description.abstractThe proposal of this degree work begins identifying the brick companies dedicated to the production of ceramic materials in the municipality of Ocaña, detecting the problems that the sector is experiencing with regard to the low quality of its products, the increase in the consumption of Fuel and emissions of pollutant gases into the atmosphere. A series of laboratory tests were carried out on selected samples from the brick factories to determine the physical and mechanical properties of the products in accordance with the Colombian technical standard NTC 4205. Performed the acquisition of temperature data in the cooking and cooling process to an open skillet brickwork and a Hoffman industrial brick to determine the thermodynamic evaluation of the combustion process in the selected brick ovens and evaluated the required air requirement for the complete combustion in the brick ovens. The measurement of emissions of combustion products in the brick ovens, finally an analysis is made of compliance with the requirements established in the Colombian technical standard NTC 4205 and the current environmental regulations for emission by fixed sources in the brick kilns to the brick ovens mentioned and according to this, some improvements were made in the ceramic production processes.eng
dc.description.degreelevelMaestríaspa
dc.description.degreenameMagister en Sistemas Energéticos Avanzadosspa
dc.description.tableofcontentsTabla de Contenido 1. GENERALIDADES DEL PROYECTO……………………….……24 1.1 DEFINICIÓN DEL PROBLEMA…………………………………....24 1.2 ANTECEDENTES DEL PROBLEMA…………………………...…24 1.3 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA………………………………..26 1.4 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA…………………………………26 1.5 OBJETIVOS…………………………………………………….…....27 1.5.1. Objetivo General………………………………………………….27 1.5.2. Objetivos Específicos..…………………………..……………....27 2. MARCO REFERENCIAL…………………………………………...29 2.1 MARCO HISTÓRICO……………………………………………….29 2.2 MARCO CONCEPTUAL ............................................................ 30 2.2.1. Descripción del proceso productivo. ...................................... 30 2.2.2. Producción de materiales cerámicos. .................................... 30 2.2.3. Etapa de cocción. .................................................................. 30 2.2.3.1. Caldeo. ................................................................................ 31 2.2.3.2. Precocido. ........................................................................... 31 2.2.4. Etapa de cocción ................................................................... 31 2.2.4.1. Etapa de vitrificación. .......................................................... 31 2.2.4.2. Etapa de enfriamiento ......................................................... 32 2.2.5. Control de calidad del producto cocido. ................................. 32 2.2.5.1. Absorción de agua o densidad del producto ....................... 33 2.2.5.2. Resistencia mecánica. ........................................................ 34 2.2.6. Combustión. ........................................................................... 35 2.2.6.1. Aire estequiométrico o teórico. ............................................ 36 2.2.6.2. Exceso de aire .................................................................... 37 2.2.6.3. Eficiencia de la combustión. ................................................ 37 2.2.6.4. Eficiencia del horno ............................................................. 38 2.2.7. Normativa ambiental en Colombia. ........................................ 38 2.2.7.1. Estándares de emisión ........................................................ 38 2.2.7.2. Temperatura de los gases. ................................................. 39 2.2.7.3. Características de las mediciones directas en hornos. ....... 39 2.2.8. Métodos de evaluación de emisiones atmosféricas. .............. 39 2.2.8.1. Medición directa. ................................................................. 40 2.2.8.2. Métodos empleados para la medición directa. .................... 40 2.2.8.3. Ubicación del punto de muestro y número de puntos de medición. ......................................................................................... 41 2.3 ESTADO ACTUAL ..................................................................... 41 2.4 MARCO CIENTÍFICO Y TECNOLÓGICO.................................. 46 2.5 DISEÑO METODOLÓGICO ....................................................... 47 2.5.1. Descripción de las ladrilleras seleccionadas. ......................... 47 2.5.1.1. Descripción ladrillera el recreo 2. ........................................ 48 2.5.1.1.1. Proceso de producción. ................................................... 49 2.5.1.2. Descripción ladrillera Ocaña ............................................. 52 2.5.2. Diseño, programación e instalación del sistema de adquisición de temperaturas. Por medio de ........................................................ 57 2.5.3 Montaje de los instrumentos de medición. .............................. 60 3. RESULTADOS Y ANÁLISIS……………………………………….64 3.1.1. Ensayo tasa de absorción inicial ............................................ 65 3.1.2 Ensayo Inmersión durante 24 horas ....................................... 77 3.1.3 Ensayo resistencia a la compresión ........................................ 90 3.1.4 Ensayo módulo de rotura o flexión ........................................ 104 3.2. VALIDACIÓN DEL INSTRUMENTO VIRTUAL EN LOS HORNOS SELECCIONADOS. ....................................................................... 126 3.3. EVALUACIÓN ENERGÉTICA EN LOS HORNOS DE LA LADRILLERA EL RECREO 2 Y LA LADRILLERA OCANA ........... 128 3.3.1. Calor de entrada. ................................................................. 129 3.3.2. Acumulación de calor en mampostería ................................ 130 3.3.3. Calor por carga del material a cocer. ................................... 148 3.3.4. Calor para sacar la humedad del material. .......................... 155 3.3.5. Calor necesario para la descomposición química de la arcilla. ............................................................................................ 158 3.3.6. Calor por humedad del carbón. ............................................ 161 3.3.7. Calor por agua formada en la combustión. .......................... 164 3.3.8. Calor por humedad del aire. ................................................. 168 3.3.9. Calor por inquemados. ......................................................... 175 3.3.10. Pérdida de calor por las paredes. ...................................... 177 3.3.11. Calor por humos ................................................................ 187 3.3.12. Pérdidas intangibles ........................................................... 192 3.3.13. Rendimiento del horno. ...................................................... 193 3.4. REQUERIMIENTOS ENERGÉTICOS Y DE AIRE NECESARIO PARA LA COMBUSTIÓN .............................................................. 194 3.4.1. Requerimientos energéticos y de aire necesario para la combustión..................................................................................... 195 3.5. PROCEDIMIENTOS DE MEDICIÓN DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS ........................................................................... 207 3.5.1. Ubicación del punto de muestro y número de puntos de medición. ....................................................................................... 207 3.5.2. Medición de emisiones de gases en los hornos ................. 208 3.5.3.Corrección a condiciones de referencia ................................ 215 3.5.4. Exceso de aire ..................................................................... 217 3.5.5. Eficiencia de la combustión .................................................. 218 4. ANÁLISIS DE RESULTADOS……………………………………..223 4.1. ANÁLISIS EN ENSAYOS DE UNIDADES DE MAMPOSTERÍA DE ARCILLA Y BLOQUES DE ARCILLA………………………………...224 4.1.1. Ensayo tasa de absorción inicial……………………………...223 4.1.2. Ensayo inmersión durante 24 horas. ................................... 223 4.2. ANALOGÍA CURVAS DE COCCION EN EL PROCESO ........ 268 4.3. ANÁLISIS DE LA ENERGÍA EN LOS HORNOS DE LA LADRILLERA EL RECREO 2 Y LA LADRILLERA OCAÑA ........... 275 4.4. ANÁLISIS GASES EMITIDOS POR LAS LADRILLERAS....... 291 4.4.1. Corrección a condiciones de referencia ............................... 295 4.4.2. Análisis exceso de aire y eficiencia de la combustión. ......... 296 5. CONCLUSIONES …………………………………………………..301 6. RECOMENDACIONES …………………………………………….317 7. BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………...321 8. ANEXOS……………………………………………………………..325spa
dc.description.versionEj. 1spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.localT 82.17 G827hspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.udes.edu.co/handle/001/656spa
dc.language.isospaspa
dc.publisherBucaramanga : Universidad de Santander, 2017spa
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenieríaspa
dc.publisher.programMaestría en Sistemas Energéticos Avanzadosspa
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dc.rightsDerechos Reservados - Universidad de Santander, 2017spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial 4.0 Internacional (CC BY-NC 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/spa
dc.subject.proposalHornosspa
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dc.subject.proposalBalance de energíaspa
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dc.subject.proposalRentabilidadspa
dc.titleHornos de combustión: alternativas de reducción de emisiones e incremento de rentabilidadspa
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