DISPERSIÓN ATMOSFÉRICA DESDE UN QUEMADOR CHIMENEA / Atmospheric Dispersion From Flare Stack

Resumen

En este trabajo de investigación se desarrollan las ecuaciones de transferencia de momentum, calor y masa para unquemador chimenea y la dispersión gaussiana para la estabilidad atmosférica de la ciudad de Maracaibo. En primer lugar,se analizan las variables operacionales con las dimensiones adecuadas para responder a los requerimientos de un complejopetroquímico, a saber: i) Tasa másica de alimentación; ii) Composición de mezcla de hidrocarburos; iii) Velocidad de vientosy temperatura ambiental; iv) Longitud de llama; v) Control sónico-Numero de Mach; vi) Coordenadas de seguridad. En lasegunda parte, se analiza la dispersión atmosférica de los gases de combustión por intermedio de las variables: i) Tasa deemisión de SO2 y NO2, ii) Altura de dispersión como longitud de llama iii) Estabilidad atmosférica; iv) Coeficientes dedispersión. Los resultados demuestran que para la obtención de condiciones operacionales estables de incineración porintermedio de un numero de Mach optimo entre 0,20 y 0,30, es necesario establecer los valores de tasa másica entre 400.000lbm/hr y 600.000 lbm/hr, composición molar menor al 70% y peso molecular de hidrocarburos entre 16 y 36 en la alimentacióndel quemador chimenea.

ABSTRACT

In this study we develop momentum, heat and mass transfer equations for a flare stack and Gaussian dispersion equationsfor atmospheric stability in the city of Maracaibo. First, the operational variables according to the proper dimension of theflare stack so that it may respond to complex petrochemical requirements, such as: i) mass feed rate; ii) hydrocarbon mixturecomposition; iii) wind speeds and surrounding temperature; iv) flame length; v) sound control and mach number; and vi)safety coordinates. The second part of the study analyses the atmospheric dispersion of gas combustion through thesevariables: i) emission rates of SO2 and NO2; ii) dispersion height; iii) atmospheric stability; and iv) dispersion coefficients.The results show that the stable operating condition of flare stacks based on an optimum mach number between 0,20 and0,30 requires a feed rate between 400.000 lbm/hr and 600.000 lbm/hr, molar composition less than 70% and molecular weightof hydrocarbons mixture between 16 and 36.Keywords: flare, stack, atmospheric dispersion, atmospheric stability, Maracaibo.