Revisión de la combustión con aire enriquecido con oxígeno como estrategia para incrementar la eficiencia energética Translated title: Revisão da combustão com ar enriquecido com oxigênio como uma estratégia para incrementar a eficiência energética Translated title: Revision of Combustion with oxygen-enriched air as a strategy to increase energy efficiency

Abstract

Entre las alternativas disponibles para incrementar la eficiencia energética en procesos de combustión se encuentra la combustión con aire enriquecido con oxígeno, la cual consiste en aumentar la concentración de oxígeno en el aire atmosférico hasta llegar a niveles de hasta el 100%. En el presente estudio se realiza una revisión de la fenomenología del proceso de combustión con aire enriquecido, haciendo énfasis en aspectos termodinámicos, químicos y cinéticos. Así mismo, se presentan los métodos de obtención de aire enriquecido con oxígeno más aplicados hasta el momento, como la adsorción por presiones oscilantes en tamices moleculares y destilación criogénica, y los que se encuentran en estado de desarrollo, como las membranas de separación. Finalmente, se revisan las aplicaciones más comunes de la combustión con aire enriquecido, como procesos industriales de alta temperatura, captura y secuestro de y motores de combustión interna, al igual que los avances en investigación respecto a este tema en Colombia.

Translated abstract

Entre as alternativas disponíveis para incrementar a eficiência energética dos processos de combustão encontra-se a combustão com ar enriquecido com oxigênio, que consiste em aumentar a concentração de oxigênio no ar atmosférico até alcançar níveis de até 100%. No presente estudo realiza-se uma revisão da fenomenologia do processo de combustão com ar enriquecido, fazendo ênfase em aspectos termodinâmicos, químicos e cinéticos. Mesmo assim, apresentam-se os métodos de obtenção de ar enriquecido com oxigênio mais aplicados até hoje, como a adsorção por pressões oscilantes em crivos moleculares e destilação criogênica, e os que encontram-se em estado de desenvolvimento, tais como membranas de separação. Finalmente, se revem as aplicações mais comuns da combustão com ar enriquecido, tais como processos industriais de alta temperatura, captura e sequestro de CO2, e motores de combustão interna, ao igual que os avanços em pesquisa no que diz respeito deste tema na Colômbia.

Translated abstract

Among the available alternatives for increasing the energy efficiency in combustion processes there is the combustion with oxygen-enriched air, which consists in increasing the concentration of oxygen in the atmospheric air to reach levels of up to 100%. This study is a review of the phenomenology of the combustion process with enriched air, with emphasis on thermodynamic aspects, chemical and kinetic. Likewise, we present the methods for obtaining the oxygen enriched air more applied so far, such as the oscillating pressure adsorption in molecular sieves and cryogenic distillation, and those that are in a state of development, such as the separation membranes. Finally, we review the most common applications of combustion with enriched air, such as high-temperature industrial processes, CO2 capture and sequestration, and internal combustion engines, as well as research advances on this issue in Colombia.