Combustion de la cascara de arroz

Scientia et Technica Año X, No 24, Mayo 2004. UTP. ISSN 0122-1701 139
Fecha de recepción: 29 Marzo de2004
Fecha de aceptación: 16 Abril de 2004
CARACTERIZACIÓN TÉRMICA Y ESTEQUIOMÉTRICA DE LA COMBUSTIÓN DE LA
CASCARILLA DE ARROZ
RESUMEN
En este artículo se describe la caracterización teórica de la combustión de
la cascarilla de arroz desde el punto de vista energético y medioambiental.Para el primero, se utilizó la primera ley de la termodinámica para calcular
la temperatura adiabática de llama, y para el otro, la estequiometría y la
teoría de equilibrio químico para conocer la composición molar de los
productos de la combustión.
PALABRAS CLAVES: Caracterización química, Combustión,
Composición molar, Temperatura adiabática de llama, Modelo
matemático.
ABSTRACT
Thisarticle describes the theoretical characterization of rice husk
combustion from energetic and environmental perspective. For fist one, it
use first law of thermodynamic to find the adiabatic temperature of flame,
and for another one, it use stechiometry and theory of chemical
equilibrium to calculate molar composition of combustion products.
KEYWORDS: Characterization, Combustion, Molarcomposition,
Adiabatic temperature of flame, Mathematic model.
JAVIER VARÓN CAMARGO
Ingeniero Mecánico
Joven Investigador
Grupo de Trabajo Área de Termofluídos
Corporación Universitaria de Ibagué
jfvaron@nevado.cui.edu.co
ALVARO HERNÁN RESTREPO V.
Profesor Especial , MSc, IM.
Facultad de Ingeniería Mecánica
U.T.P.
arestrep@utp.edu.co
1. INTRODUCCIÓN
La caracterización de la cascarilla de arrozha sido el
primer paso en un proceso que pretende mejorar la
tecnología de combustión de la misma con el fin de
obtener un proceso continuo, de temperatura sostenida,
térmicamente eficiente y de bajo impacto ambiental. Este
proyecto se desarrolla bajo el programa Jóvenes
Investigadores de Colciencias y está dirigido a solucionar
dos problemas que aquejan al sector arrocero, uno de los
másimportantes polos de desarrollo para el
Departamento del Tolima. Por un lado, se encuentra la
disposición final de la cascarilla de arroz y, por el otro, el
alto costo de la generación de calor para el secado del
mismo.
Aunque algunos molinos ya están empleando esta fuente
de energía, lo hacen en forma empírica y sin ningún tipo
de control ambiental o de proceso. Por medio de este
trabajose podrá conocer la incidencia de las variables
asociadas a la combustión —relación de equivalencia,
presión y temperatura— en la eficiencia de dicho
proceso. Estudios previos se habían acercado de manera
tangencial al problema de la combustión de los cascarilla
de arroz, ya que sólo habían tenido en cuenta el caso
estequiométrico en el estudio energético y no
profundizaron teóricamente enla composición de los
gases de combustión.
Este estudio se basó en los modelos matemáticos que
brinda la teoría de equilibrio químico, de disociación, de
estequiometría y de reacción química aplicados a la
combustión. Para lo cual se tuvieron en cuenta dos
variables fundamentales: la temperatura adiabática de
llama, lo que da una idea aproximada de la eficiencia
energética que se puedealcanzar en el proceso, y la
composición de los productos de la combustión que
indica el impacto ambiental que podría generar. Como
primera medida, se realizaron los cálculos de la
combustión sin tener en cuenta la disociación y, luego,
sólo se tuvieron en cuenta los niveles de relación de
equivalencia que tuvieron una temperatura por encima de
1500 K para observar el comportamiento de lacascarilla
bajo el efecto de este fenómeno.
2. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE LA
CASCARILLA DE ARROZ
La cascarilla de arroz que se produce en el Tolima
presenta la siguiente composición química obtenida de
un estudio hecho por Unión de Arroceros S.A. [5]:
COMPONENTE %
Carbono 39.1
Hidrógeno 5.2
Nitrógeno 0.25
Oxigeno 37.2
Azufres 0.43
Cenizas
(Sílice 94.5%) 17.8
Humedad (H2O) 8.9
Tabla...