Energia Térmica - Hornos
Páginas: 8 (1831 palabras)
Publicado: 27 de junio de 2012
TECNOLOGÍA DE LA ENERGÍA TÉRMICA
Trabajo Practico Hornos
PREGUNTAS
1- Dibuje un esquema simplificado de un horno de proceso y realice una descripción escrita de cada uno de los elementos que lo constituyen.
2- Escriba las reacciones de combustión principales de hidrocarburos. ¿Por qué es necesario emplear un exceso de aire y no la estequiometria? ¿Cuál es el exceso que normalmentese emplea si el combustible es gaseoso o líquido?
3- Cuando se emplean combustibles líquidos en muchos casos los quemadores requieren utilizar vapor de agua, ¿por qué? Explique.
4- Se quema un combustible que contiene 85% en volumen de CH4, 8% de C2H6, 3% de C2H4, 2% de C3H8 y 2% de C3H6. Calcular la cantidad de aire requerido y la composición de los gases de combustión si se usa un15% de exceso de aire.
5- Defina poder calorífico superior e inferior de un combustible. Explique sus diferencias.
6- ¿Cómo se calcula normalmente el poder calorífico de un combustible líquido y cómo se expresa?
7- Dibuje un esquema de un horno radiante convectivo, realice una descripción escrita de cada uno de los elementos que lo constituyen.
8- Los hornos de proceso seaplican a diferentes funciones, como por ejemplo rebullidores de columnas de fraccionamiento. Haga una lista de por lo menos 3 aplicaciones y explique.
9- Dibuje esquemas de los distintos tipos de hornos que se emplean en la industria de procesos.
DESARROLLO
1- Los hornos de procesos son equipos constituidos por un cerramiento metálico revestidos con material refractario para evitarpérdidas excesivas de calor. Dentro de este cerramiento se encuentra un serpentín tubular por el cual circula el producto a calentar y/o evaporar por medio del calor cedido en la quema de un combustible ya sea solido, liquido o gaseoso.
En el quemador se produce la reacción de combustión la cual genera una masa de gases calientes que ascienden a través del serpentín y se pierden en la chimenea. Elcalor de dicha combustión se entrega parte al producto que circula por el serpentín por radiación, por conducción a través de las paredes del refractario y por la chimenea dado que allí los gases aun se encuentran calientes.
2- La combustión es la reacción química entre el oxigeno y un combustible que libera calor. Por lo general, el combustible es un hidrocarburo y el oxigeno es el que provienedel aire
Las reacciones principales de combustión de los principales hidrocarburos son:
Metano CH4 + 2 02 = CO2 + 2 H2O
Etano C2H6 + 7/2 02 = 2 CO2 + 3 H2O
Propano C3H8 + 5 02 = 3 CO2 + 4 H2O
Etileno C2H4 + 3 02 = 2 CO2 + 2 H2O
El azufre presente en el combustible reaccionara según:
S + O2 = SO2
Vale aclarar de que este es un gas contaminante al igual que el monóxido decarbono que proviene de la reacción de combustión cuando esta no es completa, es decir cuando no se utiliza la cantidad de aire necesaria, por lo tanto en la práctica normal se emplea un exceso de aire para generar únicamente CO2 sin CO además de quemar también en forma completa los hidrocarburos.
Se requiere un mol de 02 por cada átomo de carbono, 0,25 moles de O2 por cada átomo de hidrógeno, yun mol por cada átomo de azufre, es decir que para un combustible conteniendo n átomos de carbono, m de hidrógeno y s de oxígeno, será:
CnHmSs + (n + 0,25m + s) O2 = n CO2 + 0,5m H2O + s SO2
En los quemadores de los equipos industriales se utiliza un exceso de aire para asegurar la combustión completa del combustible.
Cuando se usan combustibles gaseosos se suele emplear un exceso de airedel 10 al 15%.
Los quemadores que queman combustibles líquidos requieren un mayor exceso de aire dado que resulta más difícil obtener una buena mezcla entre el aire y el combustible. En especial si se usa fuel oil de alta viscosidad. En estos casos el exceso de aire es del orden del 25% o más.
3- En este caso, se inyecta vapor de agua en el quemador mezclándolo con fuel oil para atomizar el...
Trabajo Practico Hornos
PREGUNTAS
1- Dibuje un esquema simplificado de un horno de proceso y realice una descripción escrita de cada uno de los elementos que lo constituyen.
2- Escriba las reacciones de combustión principales de hidrocarburos. ¿Por qué es necesario emplear un exceso de aire y no la estequiometria? ¿Cuál es el exceso que normalmentese emplea si el combustible es gaseoso o líquido?
3- Cuando se emplean combustibles líquidos en muchos casos los quemadores requieren utilizar vapor de agua, ¿por qué? Explique.
4- Se quema un combustible que contiene 85% en volumen de CH4, 8% de C2H6, 3% de C2H4, 2% de C3H8 y 2% de C3H6. Calcular la cantidad de aire requerido y la composición de los gases de combustión si se usa un15% de exceso de aire.
5- Defina poder calorífico superior e inferior de un combustible. Explique sus diferencias.
6- ¿Cómo se calcula normalmente el poder calorífico de un combustible líquido y cómo se expresa?
7- Dibuje un esquema de un horno radiante convectivo, realice una descripción escrita de cada uno de los elementos que lo constituyen.
8- Los hornos de proceso seaplican a diferentes funciones, como por ejemplo rebullidores de columnas de fraccionamiento. Haga una lista de por lo menos 3 aplicaciones y explique.
9- Dibuje esquemas de los distintos tipos de hornos que se emplean en la industria de procesos.
DESARROLLO
1- Los hornos de procesos son equipos constituidos por un cerramiento metálico revestidos con material refractario para evitarpérdidas excesivas de calor. Dentro de este cerramiento se encuentra un serpentín tubular por el cual circula el producto a calentar y/o evaporar por medio del calor cedido en la quema de un combustible ya sea solido, liquido o gaseoso.
En el quemador se produce la reacción de combustión la cual genera una masa de gases calientes que ascienden a través del serpentín y se pierden en la chimenea. Elcalor de dicha combustión se entrega parte al producto que circula por el serpentín por radiación, por conducción a través de las paredes del refractario y por la chimenea dado que allí los gases aun se encuentran calientes.
2- La combustión es la reacción química entre el oxigeno y un combustible que libera calor. Por lo general, el combustible es un hidrocarburo y el oxigeno es el que provienedel aire
Las reacciones principales de combustión de los principales hidrocarburos son:
Metano CH4 + 2 02 = CO2 + 2 H2O
Etano C2H6 + 7/2 02 = 2 CO2 + 3 H2O
Propano C3H8 + 5 02 = 3 CO2 + 4 H2O
Etileno C2H4 + 3 02 = 2 CO2 + 2 H2O
El azufre presente en el combustible reaccionara según:
S + O2 = SO2
Vale aclarar de que este es un gas contaminante al igual que el monóxido decarbono que proviene de la reacción de combustión cuando esta no es completa, es decir cuando no se utiliza la cantidad de aire necesaria, por lo tanto en la práctica normal se emplea un exceso de aire para generar únicamente CO2 sin CO además de quemar también en forma completa los hidrocarburos.
Se requiere un mol de 02 por cada átomo de carbono, 0,25 moles de O2 por cada átomo de hidrógeno, yun mol por cada átomo de azufre, es decir que para un combustible conteniendo n átomos de carbono, m de hidrógeno y s de oxígeno, será:
CnHmSs + (n + 0,25m + s) O2 = n CO2 + 0,5m H2O + s SO2
En los quemadores de los equipos industriales se utiliza un exceso de aire para asegurar la combustión completa del combustible.
Cuando se usan combustibles gaseosos se suele emplear un exceso de airedel 10 al 15%.
Los quemadores que queman combustibles líquidos requieren un mayor exceso de aire dado que resulta más difícil obtener una buena mezcla entre el aire y el combustible. En especial si se usa fuel oil de alta viscosidad. En estos casos el exceso de aire es del orden del 25% o más.
3- En este caso, se inyecta vapor de agua en el quemador mezclándolo con fuel oil para atomizar el...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.