Combustão 2 Signed

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Combusto 2 Signed

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  • Combustveis e combusto

    1 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre Cristiano P. nobre

  • Bibliografia:

    Hilsdorf, J.W.; Barros, N.D.; Tassinari, C.A.; Cosla,

    I. Qumica Tecnolgica. So Paulo: Pioneira

    Thomson Learning, 2004.

    Garcia, R. Combustveis e combusto industrial,

    Rio de Janeiro: Intercincia, 2002.

    2 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Combustveis

    So materiais carbonceos comumente

    disponveis e que podem ser queimados

    facilmente ao ar atmosfrico com

    desprendimento de grande quantidade de calor

    controlvel sem esforo. Os combustveis

    importantes so compostos de carbono.

    3 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Combustveis

    Os elementos qumicos que entram na composio

    da maioria dos combustveis so: carbono,

    hidrognio, oxignio, nitrognio e enxofre.

    A qualidade do combustvel dada pelos elementos

    carbono (C) e hidrognio (H)

    4 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Combustveis

    O enxofre e o nitrognio no so desejveis. Por

    qu???

    5 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Combustveis

    Para que um material possa ser considerado

    industrialmente combustvel so necessrios osseguintes requisitos tcnicos e econmicos:

    1- facilidade de uso;

    2- no formao, durante a combusto, de substncias

    txicas ou corrosivas

    3- obteno fcil

    4- baixo custo de produo;

    5- segurana no armazenamento e no transporte

    6 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Comburente

    A combusto uma reao de xido-reduo, sendo

    o combustvel o redutor e o oxignio, o oxidante. A

    oxidao do redutor, ou combustvel, d-se custa

    do oxidante ou oxignio. A substncia custa da

    qual se d a combusto, que normalmente o

    oxignio, denomina-se comburente.

    7 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Comburente

    o elemento ativador do fogo, que se combina com

    os vapores inflamveis dos combustveis, dando vida

    s chamas e possibilitando a expanso do fogo.

    A fonte de oxignio o ar atmosfrico

    8 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Comburente

    9 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Combusto

    10 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Gases residuais ou fumos

    Os elementos qumicos componentes dos

    combustveis ao reagirem com o oxignio

    produzem substncias gasosas, como CO2, SO2,

    CO (em alguns casos), que se desprendem

    juntamente com o H2O em forma de vapor.

    Essas substncias compreendem os gasesresiduais da combusto ou fumos.

    11 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Cinzas

    Cinzas so os resduos slidos da combusto deum combustvel slido.

    As cinzas so formadas pelo resduo inorgnicoque permanece aps a combusto do carvo

    mineral e no apresentam a mesma composio

    qumica da matria original

    12 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Combusto

    13 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Combustvel

    todo material que queima. So slidos,

    lquidos e gasosos, sendo que os slidos e

    os lquidos se transformam primeiramente

    em gs pelo calor e depois inflamam.

    Comburente (Oxignio)

    o elemento ativador do fogo, que se combina

    com os vapores inflamveis dos combustveis,

    dando vida s chamas e possibilitando a

    expanso do fogo.

    14 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Calor

    uma forma de energia. o elemento que

    d incio ao fogo, ele que faz o fogo se

    propagar. Pode ser uma fasca, uma chama

    ou at um super aquecimento em mquinas

    e aparelhos energizados.

    Reao em Cadeia

    Os combustveis, aps iniciarem a

    combusto, geram mais calor. Esse calor

    provocar o desprendimento de mais gases

    ou vapores combustveis, desenvolvendo

    uma transformao em cadeia ou reao

    em cadeia, que, em resumo, o produto de

    uma transformao gerando outra

    transformao.

    15 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Classificao dos combustveis

    O estado fsico do combustvel determina o mtodo

    de utilizao e o tipo de equipamento necessrio

    combusto, os combustveis classificam-se

    primordialmente em trs grupos: slidos, lquidos

    e gasosos

    16 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Classificao dos combustveis

    17 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre CPN

  • O processo de combusto

    De modo geral, a reao de combusto se d emfase gasosa.

    O combustvel lquido evaporado previamente ea reao de combusto se efetua entre o vapor dolquido e o oxignio, intimamente misturados.

    Os combustveis slidos so de combusto umtanto mais difcil, pois a reao se d na interfaceslido-gs, devendo haver a difuso do oxignioatravs dos gases que envolvem o slido (CO2 eoutros gases) para atingir a superfcie do slido emcombusto.

    18 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Reaes mais importantes no processo da

    combusto

    19 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Tipos de combusto

    Dependendo das quantidades proporcionais de

    combustvel e de oxignio (comburente) pode haver

    combustes:

    1 incompletas;

    2 teoricamente completas;

    3 praticamente completas.

    20 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Tipos de combusto

    A combusto denominada incompleta aquela que se realizacom insuficincia de oxignio, ou seja, com uma quantidade de

    oxignio inferior quantidade estequiomtrica para oxidar

    completamente a matria combustvel.

    Na combusto incompleta aparece nos gases residuais (fumos)

    grande quantidade de produtos no completamente oxidados, tal

    como CO, e muitas vezes matria combustvel no queimada

    (oxidada), tal como hidrocarbonetos.

    21 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Tipos de combusto

    A combusto denominada teoricamente completaquando se realiza com a quantidade estequiomtrica de

    oxignio para oxidar completamente a matria

    combustvel.

    Na combusto teoricamente completa no haver

    oxignio nos fumos, pois toda a quantidade

    introduzida na realizao da combusto ser

    utilizada e poder aparecer uma pequena quantidade

    de CO22 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Tipos de combusto

    A combusto ser praticamente completa quandose realiza com uma quantidade de oxignio maior

    do que a estequiometricamente necessria para

    oxidar completamente a matria combustvel.

    Na combusto praticamente completa haver

    sempre uma quantidade maior ou menor de oxignio

    nos fumos, dependendo do combustvel queimado.

    23 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Oxignio terico

    Para que se possam efetuar os clculos

    estequiomtricos em uma combusto, nos quais se

    aplicam os princpios do balano material, ou seja, oprincpio da conservao de massa no sistema, torna-se necessrio definir a expresso oxignio terico.

    O2 terico = O2 para combusto completa O2 docombustvel

    24 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Oxignio terico

    O oxignio para combusto completa corresponde

    quantidade de oxignio necessria para oxidar

    completamente a matria combustvel, ou seja, no caso de

    carbono e hidrognio, para passar todo o carbono a CO2 e todo o

    hidrognio a H2O. Se houver enxofre (S), este deve passar a SO2.

    25 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Oxignio terico

    Da quantidade de oxignio para combusto completa deve-se

    subtrair a quantidade de oxignio do combustvel, ou seja, se

    o combustvel contiver oxignio em sua composio, este dever

    ser considerado como j tendo reagido com o hidrognio

    existente no combustvel.

    26 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Oxignio terico

    27 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Oxignio terico

    Portanto, no caso da combusto incompleta (no havendo

    oxignio suficiente para oxidar completamente todo o carbono e

    todo o hidrognio), o oxignio disponvel queimar todo o

    hidrognio, passar todo o C a CO, e uma parte do CO

    formado ser oxidado a CO2 pelo oxignio ainda restante. Na

    prtica da combusto no interessante, portanto, ter-se uma

    combusto incompleta, pois haveria perda de combustvel (na

    forma de CO).

    28 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Ar terico

    Denomina-se ar terico a quantidade de ar que contenha a

    quantidade de oxignio terico. Sabendo-se que a

    porcentagem de oxignio no ar de 21% em volume ou em moles,

    a quantidade de ar terico pode ser determinada

    pela proporo:

    29 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Ar em excesso

    Quantidade de ar real = Quantidade de ar terico +

    Quantidade de ar em excesso.

    A necessidade da quantidade de ar extra ou em excesso deve-se a

    dois fatores:

    1 a dificuldade de obter um contato ntimo entre o ar e os gases

    combustveis ou partculas finamente divididas de combustvel na

    cmara de combusto;

    2 as reaes de combusto realizam-se em fase gasosa, e so

    reaes de equilbrio qumico.

    30 Qumica Geral - 2014 - 1 semestre

  • Ar em excesso

    Para que haja eficincia mxima de combusto essencial que se use

    uma porcentagem correta de ar em excesso.

    Se for usado muito ar em excesso, haver diminuio da eficincia,

    pois o ar extra se aquecer custa do calor da combusto; esse calor se

    perder como calor sensvel nos gases residuais.

    Se for usada uma baixa quantidade de ar em excesso, a combusto

    poder no ser completa e os gases residuais podero levar calor

    latentena forma de gases combustveis no queimados, tais como CO,

    hid