INDUSTRIAS I

Ing. Bruno A. Celano GomezAbril 2015

COMBUSTION

• Los combustibles son sustancias que al combinarse con eloxígeno 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.

Combustible de uso Industrial

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: Gas natural, 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 denominanaccidentales pues trabajan “por accidente” tal es el caso del fósforo y silicio que suelen encontrarsecomo impurezas en el arrabio y trabajan como combustibles en los convertidores para producir acero.)

Clasificación de Combustibles

La cantidad de calorías que produce un combustible durante la combustión completade 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 lascalorías que realmente son aprovechables en un proceso térmico.

Poder Calorífico

La combustión perfecta es la que se produce, teóricamente, de acuerdo a cantidadesestequiométricas de combustible y comburente.

Este tipo de reacción sólo se puede lograr en un laboratorio y no se da en la prácticaindustrial.

Un ejemplo de reacción perfecta sería el siguiente:C + O2 à CO2 + Q

12g C + 32g (O2) à 44g (CO2)

Combustión Perfecta

Es la Reacción en la cual no se quema todo el carbono del combustible dando dióxidode carbono, sino que reacciona para dar monóxido de carbono y en algunos casosqueda 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 menorque en el caso de la combustión perfecta.

El monóxido de carbono resultante podría entrar nuevamente en combustión ydesprender más calor, según la siguiente reacción:

CO + ½ O2 à CO2 + Q’

Combustión Incompleta

La combustión completa es aquella en la cual todo el carbono del combustiblereacciona con el oxígeno del comburente para dar dióxido de carbono. La reacción essimilar a la de la combustión perfecta, con la diferencia que, para que ocurra, esnecesario agregar una mayor cantidad de oxígeno (con el comburente) que la requeridade acuerdo al cálculo estequiométrico.

Dicha cantidad en exceso (cuando se utiliza aire como comburente), se denomina“exceso de aire”.

Combustión Completa

e (%) = (aire real - aire estequiométrico )* 100 aire estequiométrico

Puesta a PuntoSe realiza en todas las operaciones industriales en las que tienen lugar procesostérmicos, hornos industriales, calderas, etc.

Objetivo: obtener del combustible utilizado el mejor 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 %.

Combustión Completa

Diagrama de Ostwald

Del análisis de gases de combustión realizado con elaparato de Orsat se obtuvieron los siguientesresultados, porcentaje de CO2=12% y O2=5%.Determinar si la combustión está puesta a punto.

Diagrama de Ostwald