Trabajo De Combustion
Enviado por felianahernandez • 2 de Agosto de 2014 • 3.167 Palabras (13 Páginas) • 242 Visitas
COMBUSTIÓN
Definición
La combustión (quemado) consiste en una reacción química de oxidación en unos elementos combustibles, principalmente carbono (C), hidrógeno (H), y azufre (S), se combinan con oxígeno. La reacción se verifica con un gran desprendimiento de energía, en forma de calor y luz. A continuación se presentan las reacciones principales que se producen en el quemado de un combustible, apareciendo reflejados reactantes y productos, además del calor desprendido en la misma.
C + O2 → CO2 + 32840 kJ / kg. de Carbono.
2 C + O2 → 2 CO + 9290 kJ / kg. de Carbono ( combustión parcial )
2 H2 + O2 → 2H2O + 119440 kJ / kg. de Hidrógeno.
S + O2 → SO2 + 9290 kJ / kg. de Azufre
Como podemos ver los productos principales de la combustión son el dióxido de carbono (CO2) y el agua (H2O).
Combustibles
Se denominará combustible a toda aquella sustancia que por su composición haga posible la combustión de la misma, verificándose un desprendimiento de energía.
La reacción de combustión como hemos visto requiere de la presencia de unos elementos combustibles (C, H, S…) que reaccionen con el oxígeno, que será denominado elemento comburente.
La práctica totalidad de los combustibles usados hoy en día industrialmente son del tipo orgánico, donde el Carbono e Hidrógeno son los elementos predominantes en su composición.
Los combustibles se clasifican en función del estado físico que presentan habitualmente.
La razón de esta clasificación se debe a que las técnicas y equipos a utilizar en la combustión dependerán del estado físico del combustible.
CLASIFICACION DE LOS COMBUSTIBLES INDUSTRIALES
1. Madera y residuos.
2. Naturales Turbas.
3. Sólidos Carbón Lignitos.
4. Artificiales Hullas.
5. Antracita.
6. Alcoholes.
7. Naturales.
8. (Fermentación e Hidrólisis).
9. Artificiales.
10. Líquidos Residuales Por ejemplo, lejías negras.
11. Derivados del petróleo Gasóleos.
12. Fuel-óleos.
13. Residuales Fuel-gas.
14. Gas natural Diferentes familias.
15. Gases líquidos del petróleo (GLP).
16. Propano y butanos.
17. Gas de horno alto.
18. Gaseosos Gas de coquería.
19. Gas pobre.
20. Artificiales o elaborados Gas de agua GNS.
21. Gases de gasógeno.
22. Gas ciudad.
23. Biogás.
En los hornos y calderas industriales se pueden utilizar un amplio abanico de combustibles líquidos y gaseosos. Los combustibles líquidos van desde hidrocarburos ligeros hasta corrientes de residuos pesados de la torre de vacío. Los combustibles gaseosos contienen una mezcla de componentes que pueden ir desde el hidrógeno hasta el butano.
La mayoría de los quemadores utilizados en plantas industriales son del tipo combinado, quemando simultáneamente gas y fuel-oil, pudiendo trabajar también alimentado con un sólo combustible.
Mecanismo de la combustión
El mecanismo de combustión varía según el tipo de combustible que se desee quemar.
Así podremos distinguir entre combustión homogénea en la que el combustible a quemar es gaseoso, y combustión heterogénea en el caso de combustibles sólidos y líquidos.
En la combustión homogénea, la reacción química comienza tan pronto como la mezcla de combustible y aire tiene lugar. La mezcla del combustible con el aire se produce a consecuencia de la turbulencia que se induce en la corriente aire/gas a la salida del quemador y las diferencias de densidad entre la llama y los alrededores.
La combustión heterogénea necesita un mayor tiempo de ignición, requiriendo los combustibles líquidos una atomización previa a la combustión.
Para comprender mejor el mecanismo de combustión heterogénea presentamos el caso de la combustión del fuel-oil.
La combustión del fuel-oil comienza por los componentes más ligeros que se vaporizan tan pronto como las gotas de combustible salen del atomizador y entran en la zona de combustión. El residuo pesado que queda sufre una pirolisis debido a la alta temperatura de la combustión causando la formación de humo. Una atomización insuficiente del fuel oil resulta en un goteo de combustible que no se quema. El carbón residual o coque que Queda tras la pirolisis es arrastrado al exterior en forma de partículas sólidas. Idealmente, la materia carbonosa debería quemarse completamente con objeto de reducir al mínimo posible las partículas sólidas arrastradas por los gases de combustión. En la práctica, en el caso de un horno de refinería las partículas sólidas arrastradas por los gases de combustión contienen habitualmente más de un 90% o más de material carbonoso.
Aire de combustión
El Oxígeno necesario para la combustión, normalmente, es suministrado a través de una corriente de aire.
Para conseguir la combustión completa del combustible tenemos que garantizar que existe el suficiente Oxigeno para ello. Para conocer la cantidad de oxígeno necesario recurriremos a estudiar la estequiometría de las reacciones de combustión.
Por ejemplo, la reacción química que se produce en la combustión de un hidrocarburo simple como el metano se puede expresar como: CH4 + 2 O2 ---------- CO2 + 2 H2O
En la ecuación vemos que para quemar un mol de metano es necesario
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