2014 - i - Pi Sesion 05 - 027 Combustion

8/12/2019 2014 - i - Pi Sesion 05 - 027 Combustion

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Instructor: Ing. Jos Manuel Garca PantigozoSEMESTRE I - 2014

[email protected]


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OBJETIVOS ESPECIFICOS DEAPRENDIZAJE

al final de la clase el estudiante:

Conocer e identificar los Procesos deCombustin:

Fundamentos de combustin. Calor de combustin

Combustibles industriales: gas natural (GN), carbn,

alcohol, derivados del petrleo. Operacin de hornos y calderas, clculo de eficiencias.

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FUNDAMENTOS DE

COMBUSTIN

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Fundamentos de Combustin

El fenmeno fsico de la combustin es la mas importantefuente de energa para la industria. La combustinconsisteen la oxidacin por el oxgenode una substancia que puedeestar en estado slido, lquido o gaseoso, que contienen

principalmente los elementos qumicos Carbono eHidrogeno, y otros en menor escala, proceso que tiene lugarcon gran desprendimiento de energa en forma de calor.

Tomemos como ejemplo la molcula de octeno:

C8H16+ 12 O28 CO2 + 8 H2O + Energa (Rx. Exotrmica)


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IMPORTANCIA DE LA COMBUSTIN

Generacin de energa empleada en

aplicaciones industriales detransporte o domsticas, a partir

de la combustin de combustibles

slidos, lquidos y gaseosos. OBJETIVOS DE UNA COMBUSTIN

Produccin de Energa

Sntesis de Compuestos Produccin de luz

Produccin de ruido


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Combustible + Comburente = Prod. Combustin

Fundamentos de Combustin


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COMBUSTIBLES

INDUSTRIALES

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CLASIFICACION DE COMBUSTIBLES


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COMBUSTIBLES

GASEOSOS

Estncompuestos

por

hidrocarburosy elementos

base.

H IDROCARBURO FORMULA % VOLUMEN

Metano CH4 70 95

Etano C2H4 1 15

Propano C3H4 > a 5

ButanoC4H4

Hexano C6H4

Dixido de Carbono CO2

> a 6

Pentano C5H12 > a 1

ELEMENTOS BASE FORMULA % VOLUMEN

Oxgen o O2 > a 2

Nitrgeno N2 > a 20

Gases Elaborados: Combustibles en fasegaseosa obtenidos a partir de otros productoscombustibles de diferente fase. Carbn Gas

Coque Gas

Biomasa Gas (biogas)

Gases Gases licuados


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Restos vegetales y de animales que habitaban la

Tierra hace millones de aos.

Bajo la influencia del calor y la presin durante un largo

perodo de tiempo se convierten en una mezcla dehidrocarburos que forman el petrleo y el gas natural.

Se encuentran embebidos en cierto tipo de rocas, a las

que se denominan reservorios.

Un reservorio es una roca que tiene espacios vacosdentro de s, denominada poros, que pueden contener

petrleo o gas

COMBUSTIBLES FOSIL: GAS

COMBUSTIN


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Volumen vs. Energa

La energa se mide por el poder calorfico. El Poder calorfico

es la cantidad de calor que los productos de la combustin

ceden al medio que los rodea. Los m3 de gas natural de

cualquier poder calorfico se convierten a m3equivalentesde9300 Kcal.

1 MMm3de 8850 Kcal/m3 0.95 MMm3de 9300 Kcal/m3

1 MMm3de 10200 Kcal/m3 1.10 MMm3de 9300 Kcal/m3

COMBUSTIBLES FOSIL: GASCOMBUSTIN


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Unidades utilizadas

BTU British Termal unit = Cantidad de calor necesaria

para incrementar la temperatura de una libra de agua en 1grado Farenheit a una temperatura y presin dadas

Calora = Cantidad de calor necesaria para incrementar latemperatura de un gramo de agua en 1 grado Centgrado a

una temperatura y presin dadas 1 BTU = 0.252 kcal



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Composicin

COMPONENTEFRACCION

MOLAR

PODER

CALORIFICOMETANO CH4 91,460 9.005 8.236

ETANO C2H6 3,580 16.775 601

PROPANO C3H8 1,450 22.450 326

iso-BUTANO C4H10 0,230 29.009 67

n-BUTANO C4H10 0,420 29.093 122

iso-PENTANO C5H12 0,090 35.673 32

n-PENTANO C5H12 0,100 35.753 36

C6 C6H14 0,060 42.419 25C7 C7H16 0,050 49.078 25

Nitrgeno N2 0,800 - -

Anhidrido Carbnico CO2 1,760 - -

Total 100,00 9469



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COMBUSTIBLES

LQUIDOS

Se obtienengeneralmente

a partir de laRefinacin delPetrleo.


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COMBUSTIN

PETROLEO Lquido aceitoso, viscoso e inflamable, constituido

por una mezcla de hidrocarburos, que seencuentra en determinadas forma-cionesgeolgicas.

Mezcla de hidrocarburos lquidos donde hay

alcanos (lineales y ramificados, de hasta C40, juntoa otros cicloalcanos e hidrocarburos aromticos.

Tambien puede haber azufe y otros metales.

COMBUSTIBLES FOSIL: PETROLEO
http://www.google.com.pe/imgres?imgurl=http://estoyladillao.files.wordpress.com/2010/02/petroleo.gif&imgrefurl=http://estoyladillao.wordpress.com/2010/02/17/el-petroleo-y-la-industria-en-venezuela/&usg=__k4XcGfl6bTLpTgTIWsMiQeJFLYY=&h=574&w=315&sz=12&hl=es&start=2&tbnid=MjBH-v7LrEQmRM:&tbnh=134&tbnw=74&prev=/images?q=PETROLEO&hl=es&sa=G&gbv=1&tbs=isch:1&itbs=1


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COMBUSTIN

REFINERA DE PETROLEO

Complejo petroquimico donde el petrleo crudo se somete aun proceso de destilacin que permiten obtener mas de

2.000 productos.

El petrleo llega a estas torres despus de ser calentado

hasta 400 C (vapor), entra por la parte inferior de la torrede destilacin y ascienden por entre las bandejas. A medida

que suben pierden calor y se enfran.


COMBUSTIN


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GASOLINAHidrocarburo con 5 a 12 tomos de carbono por molcula, su

rango de destilacin vara entre 40 y 200 C, y se utiliza como

combustible en motores de combustin interna.

Sustancia lquida voltil, inflamable e incolora; el color se

logra mediante la incorporacin de un colorante artificial, que

adems de facilitar su diferenciacin, permite controlar sueventual adulteracin.


COMBUSTIN

COMBUSTIN


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COMBUSTIN

NDICE DE OCTANO (1)El ndice de octano de una gasolina es una

medida de su capacidad antidetonante. Lasgasolinas que tienen un alto ndice de

octano producen una combustin ms suavey efectiva.

Se obtiene por comparacin del poderdetonante de la misma con el de una mezclade isooctano y heptano. Al isooctano se leasigna un poder antidetonante de 100 y alheptano de 0.


COMBUSTIN


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COMBUSTIN

Una gasolina de 97 octanos se comporta, en cuanto a sucapacidad antidetonante, como una mezcla que contiene el 97%de isooctano y el 3% de heptano.

Las gasolinas adems incorporan otros aditivos para potenciarsus propiedades antidetonantes y otras caractersticas.

Hoy en da debido a la necesidad de controlar las emisiones, seinstalan conversores catalticos en los automoviles. En ellos nacela necesidad de la utilizacin de las gasolinas sin plomo.

La gasolina con plomo contiene como aditivo el tetraetilato deplomo para mejorar el octanaje.


NDICE DE OCTANO (2)

COMBUSTIN


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COMBUSTIN

NDICE DE OCTANO (3)SIN PLOMO 95 OCTANOSAzufre: menos de 50 ppm

SIN PLOMO 98 OCTANOS

Azufre: menos de 10 ppm

SUPER 97


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COMBUSTIBLES

SLIDOS

Estncompuestospor carbn y

madera.

CARBN

Es el combustible fsil ms usado

en la generacin de vapor por suamplia disponibilidad y bajo costo.

Propiedades y caractersticas

como combustible, son:

Poder calorfico

Cenizas

Reduccin de tamao

Manejo y almacenamiento

Productos de combustin


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COMPOSICIN DEL CARBN

TIPOS DE CARBON


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Turba: menos del 60 % de carbono.

Lignito: entre un 60 y un 75 % de carbono.Hulla: Tiene entre un 75 y un 90% de carbono.Antracita: Contiene hasta un 95% de carbono.

TIPOS DE CARBON

COMBUSTIN


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COMBUSTIBLES FOSIL: CARBON

COMBUSTIN

EXTRACCION: Hay que llegar a los yacimientos excavandominas. Si el carbn se extrae desde la superficie la explotacin

se denomina a tajo abierto, y si hay que excavar galeras la

explotacin se deno-mina subterrnea.

CARBON


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Se form cuando extensos bosques cubran

la Tierra hace 300 millones de aos(Carbonfero), moran y eran sepultados enlos pantanos en que vivan. Al formarse unbarro pobre en oxgeno, no se produca la

putrefaccin habitual y, poco a poco, sefueron acumulando grandes cantidades deplantas muertas. Con el tiempo nuevossedimentos cubran la capa de plantasmuertas, y por la accin combinada de lapresin y la temperatura, la materiaorgnica se fue convirtiendo en carbn.

CARBON

COMPARATIVO


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COMPARATIVO

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