Cientifico

Universidad de la República
Instituto de Química

Tecnología y Servicios Industriales 1

Combustión
Definición. Distintos tipos de combustiones.
Estequiometría de la combustión. Cálculo de
gasto de aire y de humos. Composición de
humos. Análisis de humos. Ecuación de
Ostwald-Bunte. Balance energético de la
combustión. Temperatura de llama.

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Definimos la combustión como una reacción
química de oxidación fuertemente exotérmica.
Implica la presencia de un combustible (elemento
que se oxida), de un comburente (elemento
oxidante) y calor.
Para que la reacción comience es necesario un
aporte energético inicial y que se mantengan
ciertas condiciones para que sea una reacciónauto-sostenible.

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Es decir que necesitamos:
- Una chispa o un pequeño arco eléctrico o una
llama de poca intensidad, para comenzar el
proceso.
- Que el combustible y el comburente tengan el
contacto más íntimo posible.
- Que el recinto donde se lleva a cabo la
combustión (hogar) se mantenga a unatemperatura apropiada durante todo el proceso.
- Que se mantengan dentro del recinto el tiempo
suficiente para que reaccionen todas las partículas
de combustible.

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Las reacciones de oxidación elementales conliberación importante de calor son las siguientes:

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Vemos entonces que las sustancias combustibles
deben ser ricas en Carbono e Hidrógeno. En
cuanto al contenido de Azufre, si bien sería
favorable por su gran liberación de calor, es muy
inconveniente ya que el SO2 se combina con el
H2O, productode la oxidación de los Hidrógenos
del combustible, dando lugar a la formación de
H2SO4, que es altamente corrosivo.

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En cuanto al oxígeno como comburente, en
calderas lo más común es utilizar el oxígeno
contenido en el aire.
A los efectos de la combustión se supone el aire
formado solamente poroxígeno y nitrógeno.
Composición en peso:
23% O2 77% N2
Composición en volumen: 21% O2 79% N2
Relación moles N2/molesO2 = 79/21 = 3.76

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Los distintos tipos de combustiones que se dan
son:
a)Combustión
ideal
(también
llamada
estequiométrica). Es aquella en que tenemos la
cantidad exacta decomburente para oxidar todas
las partículas combustibles. No falta ni sobra
oxígeno y se oxidan todos los carbonos,
hidrógenos y nitrógenos.
b)Combustión completa. Utilizamos un exceso de
comburente para asegurarnos que se oxidan todos
los elementos combustibles. En los productos de la
combustión va a aparecer un sobrante de
comburente pero ningún elemento combustible no
oxidadocompletamente.

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c) Combustión incompleta. Es aquella combustión
en la que no se oxidan completamente todos los
elementos combustibles. En los productos de
combustión aparece típicamente CO (monóxido
de carbono) y carbono no quemado (hollín).
Generalmente las combustiones reales son
incompletas, manteniéndoselos valores de CO
lo más bajos posibles.

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Estequiometría de la combustión
Supongamos el siguiente análisis último de un
combustible.
A% C,
B% H2, C% O2, D% N2, E% S
(porcentajes en peso)
Expresado en decimales:
a C, b H2, c O2, d N2, e S
Con

a + b + c + d + e = 1 kg de combustible...