estequiometria



UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL
FACULTAD DE INGENIERIA GEOGRAFICA, AMBIENTAL Y ECOTURISMO



CONTAMINACION ATMOSFERICA












COMBUSTION DE COMBUSTIBLES FOSILES


PROVENIENTES DE FUENTES FIJAS


Mg Víctor Terry Calderón
I COMBUSTIÓN Y CALCULOS DE DISPERSIÓN DE EMISIONES

INTRODUCCION
El empleo petróleo residual, GLP, diesel o gas natural es paragenerar calor a través de un proceso conocido como combustión.
Su estudio tiene los siguientes objetivos:

1. Aplicar las ecuaciones estequiométricas de la combustión, conociendo la composición química del combustible, para el cálculo de la composición química de los gases salientes denominado gases de chimenea y desde el punto de vista ambiental conocido como gases de emisión. Complementandoestos cálculos se determina el volumen de los gases emitidos y velocidad.

2. Cálculo de la concentración de los principales contaminantes de la combustión como son el monóxido de carbono, el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno, partículas en suspensión, e hidrocarburos alifáticos.


3. Emplear la ecuación de Gauss para calcular la dispersión de los contaminantes en el entorno delfoco de emisión (Caldero, calentadores, y generadores de electricidad).

4. Efectuar un análisis de la combustión de un combustible, implementando el análisis de inmisión y emisión, y la calidad del aire.








Composición del aire



Composición del aire
Aire %en volumen % en peso
Real Uso RealUso

Nitrógeno 78.03 79 75.45 76.8
Oxigeno 20.99 21 23.20 23.2
Argón 0.94 0 1.30 0
CO2 0.03 0 0.05 0
Otros 0.01 0 deprec. 0

Peso molecular (kg/kmol) 28.967 29




Diagrama de flujo del proceso de combustión


Calor



Parámetros químicos


















Ecuaciones estequiométricas de la combustiónFormación de dióxido de carbono

C+ O2 CO2


Formación del monóxido de carbono

C+ 0,5 O2 CO

Formación de vapor de agua

H2+ 0.5O2 H2O

Formación de dióxido de azufre

S+O2 SO2


Peso molecular promedio del aire:
Se considera al aire compuesto de 21% de O2 y 79% de N2 determinar el peso de 1 mol-kgGases
%molar
PM
peso
Oxigeno
21%
32
0,21 x 32 = 6,72 kg
Nitrogeno
79%
28
0,79 x 28 = 22,12 kg
1 mol-kg


28,84 kg


Unidades de la Presión (1 ATM)
1,000 atm
33,91 pies3 agua
14,7 psia
29,92 pulgadas de Hg
760 mm Hg
1,013 x 105 Pa ó Newton/m2 (N/m2)
101,3 kPa
1,013 bar




Condiciones estándar para los gasesideales
SI

273,15 ºK

101,325 kPa

22,41 m3/ mol-kg
Científico



0,0 ºC

60 ºF

760,00 mmHg

14,7 psi

22,41 litro/mol-g

359,4 ft3 /mol-lb

Gas nat.


(15 ºC)
(1 atm)


Constante de los gases ideales (R)

1,987
cal/mol-g ºK
1,987
BTU /mol-lb ºR
10,73
psia ft3/ mol-lb ºR
8,314
kPa.m3 /mol-kg ºK
82,06
atm cm3 /mol – g ºK
0,08206
atm litro / mol-g ºK21,9
inch Hg ft3 /mol-lb ºR
0,7302
atm ft3 / mol-lb ºR

Composición de gas natural (%)


C1
C2
C2
Metano
94.40
93.14
86.30
Etano
3.40
2.50
7.25
Propano
0.60
0.32
2.78
Butano Pentano
0.50
0.12
0.48
CO2
0.60
1.06
0.83
N2
0.50
2.14
2.47
Btu / pie3
1051
1024
1093
Densidad relativa
0.590
0.599
0.41

Manual del ingeniero químico, (J.Perry)


Composición de...