Combustibles industriales

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    19-Jun-2015

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COMBUSTIBLES INDUSTRIALES

I.

Introduccin:

Los combustibles industriales son hoy en da usados como fuente de energa en todo el planeta, su importancia es vital para el desarrollo del ser humano, esto debido al avance tecnolgico que se ha suscitado en el desarrollo de la humanidad. Debemos de resaltar que dado a la mejora en la tecnologa y a los avances en la industria, no todos los combustibles que existan o que usbamos siguen rindiendo tal como requerimos, ya que en el presente no solo se exige una mejor calidad en estos, sino que tambin deben de cumplir las exigencias de control de calidad exigidas por cada empresa, de acuerdo a lo establecido por cada una. Se debe de tener en cuenta solo aquellos combustibles que produzcan la menor contaminacin ambiental posible, dado a que hoy en da nuestro planeta est pasando por serios momentos dado a este problema, al que conocemos como calentamiento global El desarrollo del presente trabajo nos muestra muchas de las propiedades de los combustibles industriales ms usado en la actualidad, cabe resaltar que muchos de estos en un futuro no muy lejano sern reemplazados, dado a que no cumplen con los requerimientos exigidos, o dado a que su eficiencia ya no es tan buena como en pocas anteriores. Un estudio detallado de estos combustibles servir mucho para el desarrollo de la industria as como para la mejora de la eficiencia de las mquinas industriales, ya que estas se mueven en base a dichos combustibles. Cada vez se opta ms por los combustibles gaseosos y se deja de lado a los combustibles slidos, sobre todo a los derivados del carbn, en un futuro es posible que este medio de energa se limite al mximo. Tal como vemos en la actualidad, que el carbn se utiliza fundamentalmente como combustible para plantas de generacin elctrica y en la industria siderrgica en la fabricacin de acero.

II.

Fundamentos Terico: Introduccin a los Combustibles Industriales:

Los combustibles industriales son todos aquellos empleados en la industria para diversos objetivos, por ejemplo, tenemos los generadores de potencia que normalmente son usados en calderas de vapor; as como tambin aquellos que sirven especficamente como fuente de alimentacin para diversas maquinarias y objetivos en general. Hay que tener en cuenta que la rama de los combustibles industriales es muy amplia, entre estos podemos nombrar aquellos que son derivados del carbono , conocidos como combustibles fsiles, as tambin los derivados del petrleo, y otro hoy en da muy importante el gas natural. Pero trataremos de estudiar los ms importantes; en su defecto tenemos: Madera y residuos Naturales: Turbas Slidos: Carbn, Lignitos Artificiales: Hullas Antracita Coque Lquidos: Residuales Kerosene Gasoil Dieseloil Gas natural Gas de alumbrado Acetileno Gas de agua Gas de aire Gas pobre o mixto Gas de alto horno

NOTA: Los combustibles derivados del petrleo en algunos casos son altamente voltiles, y a su vez muy inflamables por lo que son utilizados, sobre todo, como combustible para motores a explosin. Su poder calorfico es 11000 cal / Kg. Poder Calorfico: La unidad que se emplea para medir la cantidad de calor desarrollada en la combustin se la denomina poder calorfico. Se entiende por poder calorfico de un combustible, la cantidad de calor producida por la combustin completa de un kilogramo de esa sustancia. Tal unidad se la mide en cal/kg de combustible. Si la cantidad de combustible que se quema es un mol, el calor desprendido recibe el nombre de efecto trmico (poco usado). De la diferencia entre el poder calorfico superior (NS) y el poder calorfico inferior (NI) se obtendra uno u otro segn el estado de agregacin que forma parte de los productos de combustin. Si la temperatura de los productos finales de combustin es tal que el vapor de agua que se ha formado continu en ese estado, tendremos el poder calorfico inferior del combustible (NI). En cambio, si la temperatura de los productos finales es suficientemente baja como para que aquella se condense, tendremos el poder calorfico superior del combustible (NS). La diferencia entre ellos ser igual el calor desprendido por la condensacin del agua.

A todo esto: Qu es el poder calorfico superior?, Qu es el poder calorfico inferior? Poder Calorfico Superior (NS) Se denomina poder calorfico superior, como aquella energa que es liberada por una unidad de masa del combustible, en combustin completa, una vez que los gases de combustin han regresado a la temperatura inicial del combustible. Esto es, el mximo poder trmico que se puede lograr de un combustible.

Poder Calorfico Inferior (NI) El poder calorfico inferior se estima restndole al NS, la cantidad de energa que se pierde como calor latente debido a la humedad presente en el combustible

NOTA: Mediante el poder calorfico se puede determinar con facilidad el consumo de combustible flujo msico que se requiere para dicho proceso. Hacemos notar que lo viso hasta ahora, son conceptos previos que nos ayudarn a una mejor comprensin de lo que veremos a continuacin, no es la esencia de nuestro trabajo pero s una parte fundamental en el desarrollo del presente.

I.

Poder Calorfico de Combustibles Industriales: Ahora, emplearemos los conceptos hasta ahora estudiados y analizaremos el poder calorfico de los principales combustibles industriales. Hemos visto que los combustibles industriales pertenecen a una amplia gama, los podemos obtener tanto de combustibles fsiles, de los derivados del petrleo as como del gas natural. Tambin se pueden clasificar en combustibles slidos, lquidos artificiales y gaseosos. Veamos primero su uso y algunos lugares de extraccin (adjuntaremos en ello sus poderes calorficos, para luego expresar de manera ms concisa estos en un tabla que resuma lo dicho): Combustibles Slidos: Entre ellos podemos destacar:

Maderas: utilizados como combustibles en bosques o en estufas hogareas (poder calorfico hasta 4500 cal /Kg. secos). Carbones fsiles: cuantos ms antiguos son los restos orgnicos y mayores presiones soportan, mayor es la cantidad del carbn. Antracita: son los carbones ms antiguos. Tienen gran contenido de carbono y pocos materiales voltiles y oxgeno. (NS = 7800 a 8600 cal /kg). Hulla: son los carbones ms utilizados en la industria, se distingue tres tipos: hulla seca, hulla grasa y la hulla magra. Hulla seca: hornos de arrabio y en la produccin de coque metalrgico. (NS = 7500 cal / kg.) Hulla grasa: en la produccin de gas alumbrado y coque. (NS = 8300 a 8600 cal / kg.) Hulla magra: desprende pocas materias voltiles. (NS = 7900 a 8370 cal / kg.). Todas las hullas son de color negro o gris oscuro. Lignito: son combustibles que proceden de la carbonizacin natural de la madera. Al quemarse desprende el azufre provocando mal olor y daos en metales y estructuras. Hay dos tipos distintos: Lignitos perfectos: ms antiguos (poder calorfico = 6000 cal / Kg.) Lignitos leosos: ms jvenes (poder calorfico = 5000 a 5700 cal /Kg.) Turba: son carbones de menor calidad. De 3200 a 4000 cal / Kg. = NS. Carbn vegetal o de lea: provienen de la carbonizacin de la madera. NS = 6000 a 7000 cal / Kg., no contiene azufre.

Combustibles Lquidos artificiales: Entre estos combustibles ubicamos a los derivados del petrleo.

Los petrleos estn constituidos por distintos hidrocarburos, de distintos grados de densidad y volatilidad. La diversidad en las proporciones en los elementos que los componen, hacen que difieran fundamentalmente las caractersticas del petrleo obtenido en lugar con respecto al obtenido en otro sitio. Veamos algunos (ms usados en la industria):

Nafta: Es un combustible altamente voltil, muy inflamable y es utilizado, sobre todo, como combustible para motores a explosin. Su poder calorfico es 11000 cal / Kg. Kerosene: Constituye un derivado menos voltil e inflamable que la nafta. Su poder calorfico es de 10500 cal/ Kg. Se utiliza en calefaccin y en las turbohlices y reactores de las turbina de gas de los motores de aviacin. Gasoil: es denso, menos voltil que el petrleo. Su poder calorfico es igual a 10250 cal / Kg. Se lo utiliza mucho en calefaccin y para hornos industriales y metalrgicos. Dieseloil: es un subproducto obtenido de los derivados ms pesados del petrleo. Se quema ms lentamente que el gasoil. Se utiliza slo en motores Diesel lentos en los cuales el combustible dispone ms tiempo para quemar. Su poder calorfico es de 11000 cal / Kg. Fueloil: es un subproducto obtenido de los derivados ms pesados del petrleo. Se quema con dificultad. Su poder calorfico es igual a 10000 cal / Kg. Alquitrn de hulla: es un subproducto obtenido de la fabricacin del coque. Puede quemar directamente pero se lo utiliza poco como combustible, usndolo slo en hogares especiales para este, que puedan vencer la viscosidad del mismo. Su poder calorfico es de 9100 cal /Kg. Alquitrn de lignito: se lo obtiene de la destilacin del lignito. Su poder calorfico es 9600 cal / Kg. Es muy similar al gasoil, pero al utilizarlo en motores diesel, su comportamiento es muy inferior del de los derivados del petrleo. Combustibles Gaseosos: El estado gaseoso de los combustibles es que mayor facilidad brinda para que se produzca una eficiente combustin, la cual recibe el nombre de explosin. La facilidad de acceso del aire a las diversas partculas del combustible, hace que la propagacin se efectu en forma rpida. Si la presin o la temperatura, alcanza un valor por arriba de un lmite determinado, la propagacin adquiere valores muy grandes y deja de ser una explosin para ser una detonacin, en la cual la velocidad de la reaccin qumica que se produce sea mucho mayor. La velocidad de propagacin en una onda detonante, para una combustin de hidrgeno y oxgeno puro alcanza un valor 2000 m/seg. Para el acetileno 425 C Para el metano 700 C Para el hidrgeno 585 C Para el xido de carbono 650 C

Los combustibles gaseosos son