INDUSTRIAS I COMBUSTION Ing. Bruno A. Celano Gomez Abril 2015
Combustible de uso Industrial Los combustibles son sustancias que al combinarse con el oxígeno producen un gran desprendimiento de calor. (Reacciones exotérmicas) Las transformaciones básicas de los minerales se hacen utilizando el calor, como agente físico, en hornos y para ello se requieren lo combustibles.
Clasificación de Combustibles De acuerdo al estado físico SÓLIDOS: Carbón de piedra, Carbón de leña, Coque, Leña. LÍQUIDOS: Petróleo y sus productos de destilación (Fuel, Oil, gasoil, etc.). GASEOSOS: Gasnatural, Gas de alto horno. De acuerdo al origen NATURALES: Hulla, lignito, antracita, petróleo, gas natural, etc. ARTIFICIALES: Coque, derivados de petróleo, gas de alto horno, etc. De acuerdo a las características químicas se clasifican en: ORGÁNICOS: Todos aquello que contienen carbono en su composición química INORGÁNICOS (o ACCIDENTALES): Los que no tienen carbono en su composición tales como el hidrógeno, fósforo, silicio, etc. (También se denominan accidentales pues trabajan por accidente tal es el caso del fósforo y silicio que suelen encontrarse como impurezas en el arrabio y trabajan como combustibles en los convertidores para producir acero.)
Poder Calorífico La cantidad de calorías que produce un combustible durante la combustión completa de un kilogramo del mismo. Se mide en calorías / kg. Expresión Dulong: PODER CALORÍFICO = 81 x %C + 288. (%H - %O / 8) + 22,3 x %S 2 tipos de poderes caloríficos para cada combustible, Poder calorífico superior. (producida) comprende todo el calor producido, incluyendo el requerido para vaporizar la humedad que contiene el mismo. Poder Calorífico inferior. (aprovechable) El inferior no considera las calorías consumidas para vaporizar la humedad que contiene el combustible, por consiguiente éste es que el nos da las calorías que realmente son aprovechables en un proceso térmico.
Combustión Perfecta La combustión perfecta es la que se produce, teóricamente, de acuerdo a cantidades estequiométricas de combustible y comburente. Este tipo de reacción sólo se puede lograr en un laboratorio y no se da en la práctica industrial. Un ejemplo de reacción perfecta sería el siguiente: C + O2 à CO2 + Q 12g C + 32g (O2) à 44g (CO2)
Combustión Incompleta Es la Reacción en la cual no se quema todo el carbono del combustible dando dióxido de carbono, sino que reacciona para dar monóxido de carbono y en algunos casos queda C libre incandescente. Un ejemplo de combustión incompleta, se da en la reacción siguiente: C + ½ O2 à CO + Q También esta reacción es exotérmica, pero la cantidad de calor desprendido es menor que enel caso de la combustión perfecta. El monóxido de carbono resultante podría entrar nuevamente en combustión y desprender más calor, según la siguiente reacción: CO + ½ O2 à CO2 + Q
Combustión Completa La combustión completa es aquella en la cual todo el carbono del combustible reacciona con el oxígeno del comburente para dar dióxido de carbono. La reacción es similar a la de la combustión perfecta, con la diferencia que, para que ocurra, es necesario agregar una mayor cantidad de oxígeno (con elcomburente) que la requerida de acuerdo al cálculo estequiométrico. Dicha cantidad en exceso (cuando se utiliza aire como comburente), se denomina exceso de aire. e (%) = (aire real - aire estequiométrico )* 100 aire estequiométrico
Combustión Completa Puesta a Punto Se realiza en todas las operaciones industriales en las que tienen lugar procesos térmicos, hornos industriales, calderas, etc. Objetivo: obtener del combustible utilizado elmejor rendimiento económico. Para la puesta a punto de la combustión, las condiciones que deben cumplir los gases de combustión son dos: 1) que el porcentaje de CO tienda a 0 2) que el exceso de aire sea menor o igual al 30 %.
Diagrama de Ostwald Del análisis de gases de combustión realizado con el aparato de Orsat se obtuvieron los siguientes resultados, porcentaje de CO 2 =12% y O 2 =5%. Determinar si la combustión está puesta a punto.
Diagrama de Ostwald