Poder calorifico superior e inferior

PODER CALORIFICO .- Es la cantidad de calor que se obtiene al quemar un combustible tal como se encuentra.
DULONG
% peso

PCS = 14,500 (% C) + 62,000 ( % H2 - % O2 ) + 4,000 ( % S ) 8 = BTU / Lb comb. PCS =
=

8,000 ( %C) + 34,500 ( % H2 - % O2 ) + 2,200 ( % S ) 8 Kcal / Kg comb.
PODER CALORIFICO INFERIOR

PCI = PCS - λ A

λ A = Cantidad de calor empleada para eliminar Humedad λ =1080 BTU / lb comb. ό 600 Kcal / Kg comb. λ = Calor Latente de vaporización del agua A = Humedad total = h + 9 (% H2 ) = Kg ó Lb H2O Kg ó Lb comb

DETERMINACION DEL PODER CALORIFICO CON EL CALORIMETRO DE BOMBA ó PARR
T2
AGITADOR

T1 W AGUA PIVOTE Q
CO

CO2 SO2 M O2 H2O N2

CABLES ELECTRICOS

M = MUESTRA DEL COMBUSTIBLE Kg ó Lb CALOR CEDIDO POR EL COMBUSTIBLE ES IGUAL AL CALOR ABSORBIDOPOR EL AGUA Q = WCpΔT ( CALOR ABSORBIDO ) W = PESO DEL AGUA Cp = CALOR ESPECIFICO DEL AGUA ΔT = ( T2 - T1 ) PCS =

( 1 Kcal ) Kg ó ºC Q = kcal Btu o M Kg comb Lb comb

Problema: Se desea quemar ANTRACITA ( carbón ) cuya composición en % peso es la siguiente:
% PESO

W=Kgs 84.36 1.58 0.89 1.91 0.63 2.80 7.83

PM 12 2 32 32 28 18 ----

η
7.03 0.79 0.0278 0.0596 0.0225 0.155 -----

C SN2 h Z

= 84.36 = 0.89
=

H2 = 1.589 O2 = 1.91 0.63 = 2.80 = 7.83

η

=

W PM

W = η PM
( Kg o Lb )

CALCULAR : a) La Ecuación de combustión para 35% de Exceso de aire b) La relación A / C en Kg aire / Kg comb. c) Wg Y Wg/s d) PCS Y PCI del combustible

e) Análisis volumétrico y gravimétrico de los productos de combustión húmedos y secos.

f ) PMg

g) L a presión parcial decada uno de los productos de la combustión si la presión atmosférica es de 650 mm Hg.

a) Ecuación de la combustión

7.03 C+ 0.79 H2 + 0.0278 S + 0.0596 O2 + 0.0225 N 2 + 0.155 H2 O a O2 + a * 3.76 N2
Balanceando C ; H ; S ; O; 7.03 = X 0.79*2 + 0.155*2 = 2b :. b = 0.94 0.0278 = y 0.0596*2 + 0.155 + 2a = 2x + b + 2y 0.273 + 2 a = 2(7.03) + 0.94 + 2 ( 0.0278) 15.0556 2 a = 15.0556 – 0.273 =14.7826 :. a = 14.7826 = 7.39 2

+
N2

Δ

X CO2 + b H2O + y SO2

+

0.0225 + a *3.76

7.03 C + 0.79 H2 + 0.0278 S + 0.0596 O2 + 0.0225 N2 + 0.155 H2O 7.39 O2 + 7.39*3.76 N2 27.78

+

7.03 CO2 + 0.94 H2O + 0.0278 SO2 + 0.0225 + 27.78 N2

Con 35% de exceso de aire
comb
W

+ 1.35 * 7.39 O2 + 1.35 * 27.78 N2
9.97 37.50

a)

= 9.97 – 7.39 = 2.58 ECUACION FINAL COMB. + 9.97O2 + 37.50 N2

7.03 CO2 + 0.94 H2O + 0.0278 SO2 + 0.0225 + 1.35 * 27.78 N2+WO2 37.50

Δ 7.03 CO2 + 0.94 H2O + 0.02785 O2 + 37.725 N2 + 2.58 O2

b)

A/C =

( 9.97 + 37.50 ) 28.84

= 13.69

Kg aire Kg comb.

c)

Wg = A C

100 + ( 1-z )

= 13.69 + ( 1 – 0.0783 ) = 14.61

Kg gas Kg comb.

A = 0.94 * 18 = 0.17 Kg H2O Wg/s = A + ( 1- Z – A ) 100 Kg comb C Ò A = h + 9 ( % H2 );De tabla del combustible ɧ = 2.80/100 = 0.028 ; H2 = 1.58/100 = 0.028 + 9 ( 0.0158 ) = 0.17 Kg H2O Kg comb.

:. Wg/s = Wg – A = 14.61 - 0.17 = 14.44 Kg gas / Kg comb.

PCS = 8000 ( 0.8436 ) + 34,500 ( 0.0158 – 0.0191 ) + 2,200 ( 0.0089 ) 8 = 6748.8 + 462.99 + 19.58 = 7231.37 K Cal / Kg comb. PCI = PCS – λ A PCI = PCS – 600 ( 0.17 ) = 7231.37 – 102 = 7129.37 Kcal K g comb.

Producto

ηgh1
CO2 H2 O SO2 N2 O2 TOTAL

2
7.03 0.94 0.0278 37.725 2.58 48.30

ηgh (100) ηT 4 3
14.55 1.946 0.057 78.10 5.34 100%

% mol gh

ηg/ s

7.03 -----0.0278 37.725 2.58 47.36

% mol PM g /s ηgs(100) ηT 6 14.84 44
-------

U.P g/h 7
309.32 16.92 1.779 1056.3 82.56 1466.87

% peso gh

U.P g/s

% peso g/s

8
21.09 1.15 0.121 72.0 5.62 100

9
309.32
---------

10
21.33---------

18 64 28 32 -----

.058 79.65 5.44 100%

1.779 1056.3 82.56
1449.95

0.122 72.85 5.69 100

ηT
ec,. final

ηT

η*PM

η*PM

U.P = UNIDAD DE PESO Ò MASA = Kg Ò Lbs ES LO MISMO QUE W = η * PM

% mol = % vol

PT = 650 mm Hg
CO2 H20 SO2 N2 O2 Pp = CO2 Yi * P T η CO2 ηT Presiones PRESIONES parciales PARCIALES

Yi = fracción mol PT = Presión total

P = fraccion...