combustion AB

Seminario Combustión
Industrial Aplicada y
Control de Contaminantes
Alfredo Barriga Rivera Ph.D.
Coordinador del CDTS
FIMCP ESPOL

COMBUSTION INDUSTRIAL

DEFINICION BASE
„

Es la reacción de oxidación rápida de un
producto químico oxidable (combustible),
liberando calor y emisiones lumínicas; la
reacción se confina a una zona
denominada “llama”, donde se produce la
mayor parte de las reaccionesdel proceso.
El oxidante es oxígeno molecular,
generalmente suministrado como aire
ambiental. Combustible y oxígeno deben
estar en contacto.

Definiciones Básicas en Combustión
Combustión:
„
Secuencia de reacciones químicas entre combustible y un
oxidante, generalmente aire, por las cuales se libera
energía calórica y luminosa en un ambiente confinado.
„

•
•
•
•

La zona donde tiene efecto sedenomina cámara, hogar, u
horno de combustión, que cumple las siguientes
funciones:
Permite ingreso de combustible y aire
Mezcla íntima de los reactantes
Confinamiento de reactantes y productos
Redistribución y almacenamiento de calor

„
„

„
„

„
„

Combustión Completa:
Cuando el combustible se oxida completamente,
generando CO2, agua y demás productos de combustión.
Quemador:
Componente donde secombina el combustible con aire,
preparándolos para la combustión.
Combustibles:
Los combustibles industriales son generalmente de origen
fósil; los principales son fuel oil #2 (liviano) y fuel oil #6
(residual).

COMBUSTION INDUSTRIAL
„

Las cámaras de combustión actúan
como reactor. Están conformadas por
paredes que retienen parte del calor. La
llama se forma y fluye a través de la
cámara. El“corazón es el denominado
quemador.

CO
MB
US
TI
BL

ES

„
„

GASES: Gas natural y gas licuado
LIQUIDOS: Diesel, bunker liviano, y
residual, como bunker pesado

• SOLIDOS PULVERIZADOS: Como el
carbón mineral, no son comunes en el
medio local
• SOLIDOS GRUESOS: se queman en
lecho fijo o lentamente móvil ( quema
en parrilla)

COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
„

Son productos químicos, generalmentepolímeros
complejos, que contienen componentes fácilmente
oxidables
„

„
„

„
„
„
„
„

Hidrocarburíferos: provienen de
derivados del petróleo o carbón mineral.
La antrancita es un carbón típico
Coke es producto procesado (pirólisis) de
carbón mineral
Metano
Gas licuado: Mezcla de propano (C3H8)
Butano (C4H10)
Diesel
Residuales pesados

PODER CALORIFICO .
Poder Calorífico
Es la energía que la masa delcombustible puede liberar,
debido a una reacción química de oxidación.
El poder calorífico típico de los combustibles fósiles es:
PCcomb.fósiles ≈ 19.500 Btu/lb = 10.000 kCal/kg

Poder Calorífico Superior e Inferior

El agua formada por la oxidación del combustible puede
presentarse como líquido o como vapor; esto da origen a dos
valores de poder calorífico:
PCSUPERIOR → Agua como líquido
PCINFERIOR→ Agua como vapor
Nota: Generalmente el agua no se condensa en la cámara de
combustión, por lo cual para efectos de cálculo se toma el
poder calorífico inferior.
Para combustibles hidrocar buriferos líquidos esta entre 40 a 45
M Joule/kg en base volumétrica dependiendo de la densidad.
„

Para el fuel-oil será entre 41 -43 M Joule/kg.

Propiedades de Fuel Oils de acuerdo a
Contenido de S
Contenidode S
Propiedad

Elevado

Interme
dio

Bajo

% S (masa)

2.2

1.0

0.50

Carbono %

86.25

87.11

87.94

H

11.03

10.23

11.85

N

0.41

0.26

0.16

API

17.3

21.5

24.7

690

129

49

10.33

4.7

2.2

0.08

0.04

0.02

Viscosidad
(cSt @ 38 Grad
C)
Hexano
Insoluble %
Cenizas

Propiedades de Fuel Oils de acuerdo a
Contenido de S

Metales (ppm)
Elevado

Intermedio

Bajo

350

155

70

Níquel

4120

10

Sodio

25

10

5

Hierro

13

9

5

Vanadio

Relación entre Poder Calorífico y Densidad en los Fuel Oils

Tipo

Densidad
Ton/m3

Poder
Calorífico
Superior*
GJ/m3

1

Destilado

0.80 - 0.85

37.91– 38.94

2

Destilado

0.86 – 0.90

38.91 – 40.28

4

Residual

0.90 – 0.91

40.47 – 40.64

5

Residual

0.92 – 0.95

40.98– 41-70

6

Residual

0.96 – 0.97

42.07 – 42.43

Fuel
Oil No.

*...