Transformaciones termoquimicias

Máster Oficial EERR Energía de la Biomasa. Termoquímica básica de la combustión

ÍNDICE
2.  TERMOQUÍMICA DE LA COMBUSTIÓN .................................................... 2  Introducción ................................................................................................ 2  Balance de materia ......................................................................................2  Combustibles ....................................................................................... 2  Aire de combustión .............................................................................. 3  Productos de la combustión ................................................................. 7  Balance de materia dada la composición elemental del combustible .. 8 

2.1.  2.2. 2.2.1.  2.2.2.  2.2.3.  2.2.4.  2.3. 

Balance de energía .................................................................................... 10  Entalpía de formación ........................................................................ 10  Balance de energía ............................................................................. 11  Poderes caloríficos............................................................................. 12 

2.3.1.  2.3.2.  2.3.3.  2.4.  2.5. 

Temperatura adiabática de llama .............................................................. 14  Anexo 1. Entalpías de formación de diversas sustancias .......................... 15 

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2. TERMOQUÍMICA DE LACOMBUSTIÓN 2.1. Introducción
Cuando se produce una reacción química se rompen los enlaces de las moléculas reorganizándose para formar otras nuevas. Este proceso de reorganización (reacción química) requiere energía. En el caso de reacciones exotérmicas es energía liberada y en el caso de reacciones endotérmicas es energía absorbida. El análisis termodinámico de sistemas reactivos es básicamente unaextensión del análisis para sistemas sin reacción química y los principios de termodinámica que se aplican son los mismos:    Principio de conservación de la materia Principio de conservación de la energía Segundo Principio de Termodinámica

La diferencia fundamental se encuentra en el cálculo de propiedades. En el caso de procesos con reacción química es necesario definir un valor de referenciacomún para todas las sustancias químicas.

2.2. Balance de materia
2.2.1. Combustibles

Un combustible es simplemente una sustancia susceptible de ser quemada. En los procesos de combustión, los elementos que forman parte del combustible se oxidan, liberando energía, para dar lugar a los productos de la combustión. Los combustibles están formados por dos tipos de componentes:  Elementosactivos: Carbono, C; Hidrógeno, H; Oxígeno, O; Nitrógeno, N y Azufre, S. Estos elementos entran a formar parte de la reacción química de oxidación.

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Componentes inertes: Agua y Cenizas. Estos componentes no intervienen en la reacción química y su composición química es la misma al final del proceso decombustión.

El azufre y nitrógeno son importantes desde un punto de vista medioambiental, puesto que dan lugar a la formación de contaminantes no deseados (SO2 y NOx). Sin embargo, desde un punto de vista energético muchas veces no se tienen en cuenta porque su influencia es pequeña al ser elementos minoritarios en los combustibles. La composición de los combustibles se suele expresar dedistintas formas:  En el caso de combustibles gaseosos, en los que es frecuente conocer los compuestos químicos que constituyen el combustible, la composición se suele expresar en % en base molar (ó volumétrica que es igual que en base molar). En el caso de combustibles líquidos suele ser difícil conocer los compuestos químicos que constituyen el combustible. En este caso, la composición se suele...