Combustion

COMBUSTION

COMBUSTIBLES ANÁLISIS Y PROPIEDADES BALANCE DE COMBUSTIÓN ENERGIA EN PRODUCTOS

Reinaldo Sánchez A.

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COMBUSTIÓN Es un proceso de oxidación mediante el cual se libera la energía química de un combustible en forma de calor. De los elementos que componen un combustible, los que se oxidan son: el hidrógeno, el carbono y el azufre. La reacción normalmente se realiza con eloxígeno contenido en el aire y corresponden a: C + O2 H2 + ½ O2 S + O2 C + ½ O2 CO + ½ O2 CO2 + 34.044 KJ/Kg H2O + 141.616 KJ/Kg SO2 + 9.251 KJ/Kg CO + 9.209 KJ/Kg CO2 + 24.835 KJ/Kg

Para que las reacciones antes señaladas se efectúen, la temperatura de los reactivos debe ser alta o bien debe existir un punto de alta temperatura local (chispa), para su inicio.

COMBUSTIBLES Estos se clasificanen: Sólidos Líquidos Gaseosos

Reinaldo Sánchez A.

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Combustibles Sólidos: Se encuentran principalmente en estado natural y entre ellos se tiene la madera con sus derivados y los carbones naturales. El carbón es el producto de la descomposición de plantas prehistóricas formadas principalmente por celulosa, lignina (madera), esporas, etc. Dicha composición es de tipo geoquímica y bioquímicay su proceso dura millones de años. De este modo se obtienen las distintas categorías de carbones: Categoría C Madera (celulosa) Turba Lignito Sub-bituminoso Bituminoso Antracitas 44 59 71 84 94 94 % peso H 6 6 6 5 5 3 O 50 35 24 21 11 3 1 20 80 180 250 Edad aprox. en millones de años

Según sea el tipo de combustible sólido a quemar y las condiciones de combustión, las características delhogar en términos de su volumen y superficie de parrilla serán diferentes. Combustibles Líquidos: Los empleados a escala industrial son principalmente productos derivados del petróleo. De ese proceso de destilación se obtienen líquidos livianos y pesados entre los que se distinguen: Kerosene Gasolina Petróleo diesel N° 2 Petróleo pesado N° 5 y N° 6 Estos combustibles, dada su refinación, se componenesencialmente hidrógeno, los petróleos pesados contienen un pequeño porcentaje de azufre. de carbono e

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La representación molar de estos combustibles es de la forma: Cx Hy La razón y/x en alguna forma define las características del combustible, de este modo: y/x Kerosene Gasolina Petróleo diesel Petróleo pesado Gas metano Carbón 2.1 2.1 1.8 1.5 4 0.6 – 0.8Combustibles Gaseosos: No son de gran uso a escala industrial y la mayoría de ellos son producto de destilación del petróleo. En tal caso se obtienen combustibles de la forma Cx Hy, como: Propano Butano Metano Octano Pentano Etano Gas licuado (almacenamiento exterior) Gas licuado (almacenamiento interior) C3H8 C4H10 CH4 C8H18 C5H12 C2H6 70% Propano 30% Butano 30% Propano 70% Butano

Otros gases comolos obtenidos de la fabricación de coke, alto horno y gasificación de madera, contienen adicionalmente oxígeno, nitrógeno, entre otros, dependiendo de la forma como se realice el proceso de gasificación, luego de alcanzado la pirólisis.

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Gas de carbón mineral (sub-bituminoso): Si se introduce en un horno cerrado especial una masa de carbón y se le somete a unatemperatura elevada (hasta unos 1.200°C) en ausencia de aire, se produce la descomposición térmica o pirólisis del carbón, destruyéndose su estructura molecular dando lugar a diversos compuestos de naturaleza y estado físico variados. Así se obtiene como producto sólido el coke, a razón de unos 650 kg por cada Tm de carbón descompuesta o destilada, que es un excelente carbón con un poder calorífico de7.000 kcal/kg. Como producto gaseoso se obtiene el gas compuesto llamado, precisamente por su origen, gas de ciudad a razón de unos 325 m3 por cada Tm de carbón y cuya composición puede ser: % Volumen Hidrógeno (H2) Metano (CH4) Monóxido de carbono (CO) Hidrocarburos (CnHm) Anhídrido carbónico (CO2) Nitrógeno (N2) 50 30 10 4 2 4 100 con una densidad de 0,5 kg/Nm3, lo que le da la característica...