Combustión neutra o estequiometrica

UNIDAD N°5: COMBUSTIÓN

El termino "combustión" significa una reacción química en la que intervienen un combustible y oxigeno, para formar productos.

Cuando ocurre la combustión, la energía química almacenada por el combustible se convierte en otra forma de energía interna de la mezcla reactiva. Si el sistema reactivo se encuentra térmicamente bien aislado, la energía interna no cambia, aunque se observa un incremento en la temperatura del sistema.

Tal reacción se denomina "reacción exotérmica". Por el contrario, las reacciones que requieren absorción de calor para que la temperatura del sistema permanezca constante se denominan "endotérmicas".

COMBUSTIBLES:

Combustible es cualquier material capaz de liberar energía cuando se quema, y luego cambiar o transformar su estructura química.

Los combustibles fósiles son mezclas de compuestos orgánicos mineralizados que se extraen del subsuelo con el objeto de producir energía por combustión

La clasificación de los combustibles. Atendiendo a su origen, pueden ser fósiles o no fósiles, según procedan o no de restos fermentados de seres vivos, sepultados en la era secundaria. Según su grado de preparación se clasifican en naturales, su utilización es directa tal y como aparecen en origen, y elaborados o manufacturados.

CarácterÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES

• PODER CALORÍFICO: Se define como Poder Calorífico de un combustible, a la cantidad de calor que se obtiene de la oxidación completa, a presión atmosférica, de los componentes de la unidad de masa (o volumen) de dicho combustible.

• PODER CALORÍFICO SUPERIOR (P.C.S.): se da cuando el proceso de combustión ha acabado y el vapor de agua que había en los humos se ha condensado. Se mide en un calorímetro.

• PODER CALORÍFICO INFERIOR (P.C.I.): Es la cantidad de calor que puede obtenerse en la combustión completa de la unidad de combustible, si en los productos de la combustión el agua está en forma de vapor.

• PODER COMBURÍVORO: es la masa de aire necesaria para realizar la combustión estequiométrica de un Kg. De combustible. 2

• PODER FUMÍGERO: es la masa de humos secos producidos en la combustión estequiométrica de un Kg. De combustible.

• LÍMITES DE INFLAMABILIDAD (INFERIOR / SUPERIOR) (Li / Ls): es el valor mínimo / máximo del porcentaje de combustible en la mezcla para los que se produce la combustión.

• TEMPERATURA DE INFLAMACIÓN: es la temperatura del combustible para la que se inflaman por primera vez los vapores emitidos por el combustible si se ponen en contacto con una llama.

• TEMPERATURA DE COMBUSTIÓN: es la temperatura superior a la de inflamación a la que se produce la combustión de los vapores de un combustible durante 5 ó más segundos cuando se pone en contacto con una llama. Su valor depende del estado de división, proporción de la mezcla, presencia de catalizadores.

Clasificación DE LOS COMBUSTIBLES:

Todos los combustibles industriales se caracterizan por estar constituidos por mezclas o combinaciones de pocos elementos. La mayor proporción (en peso) corresponde a Carbono,

Hidrógeno y en muchos casos algo de Azufre, elementos cuyas reacciones de combustión son exotérmicas.

COMBUSTIBLES SÓLIDOS

Humedad:

Es la cantidad de agua que contiene un combustible, que al evaporarse en la combustión produce una pérdida de poder calorífico.

Materias volátiles:

Formadas por combinaciones de carbono, hidrógeno y otros gases.

El contenido en volátiles es la pérdida de masa que experimenta la muestra seca al calentarlo sin aire, a 955º C en un horno eléctrico durante 7 minutos (pirólisis). Una vez enfriada la muestra podemos medir la pérdida en peso.

Cenizas:

Son el residuo resultante de la combustión completa de un combustible.

Las cenizas reducen el poder calorífico, bajan la temperatura de combustión, disminuyen el rendimiento térmico de la caldera y su eliminación de los hogares es costosa.

Carbono fijo:

Es la fracción residual del carbón descontadas las cenizas, una vez pirolizado para extraer las materias volátiles.

Densidad relativa:

Es el cociente entre las densidades del gas y aire seco a 0ºC y 760 mm Hg.

Intercambiabilidad de los gases combustibles:

Dos gases que están a la misma temperatura son intercambiables entre sí en un mismo quemador.

COMBUSTIBLES LÍQUIDOS

B. CarácterÍSTICAS

Viscosidad: la resistencia que opone un líquido al fluir cuando se le aplica una fuerza exterior.

Fluidez crítica:Es la temperatura mínima a la que un combustible es trasegable.

Inflamabilidad:El punto de inflamación es el valor de la temperatura a la que el producto se vaporiza lo suficiente para que la mezcla aire-vapor pueda inflamarse.

Contenido en azufre:Es el contenido máximo de azufre que una muestra del combustible debe tener. Es importante conocer el contenido de S de los combustibles ya que esto determina la cantidad de SO2 que aparecerá en los humos, como resultado de la combustión.