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- TEMA 2. COMBUSTIBLESTEMA 2. COMBUSTIBLES TEMA 2. COMBUSTIBLESTEMA 2. COMBUSTIBLESY COMBUSTIÓNY COMBUSTIÓNY COMBUSTIÓNY COMBUSTIÓN Tipos y propiedades de combustibles. Tipos y propiedades de combustibles.Combustibles sólidos, líquidos y gaseosos.Combustibles sólidos, líquidos y gaseosos.Poder calorífico y su estimaciónPoder calorífico y su estimación INGENIERÍA ENERGÉTICAINGENIERÍA ENERGÉTICAINGENIERÍA ENERGÉTICAINGENIERÍA ENERGÉTICA Grado en Ingeniería QuímicaGrado en Ingeniería QuímicaGrado en Ingeniería QuímicaGrado en Ingeniería Química2013/20142013/20142013/20142013/
Combustible:^ toda sustancia que puede quemarse, produciendo calor 2.1. TIPOS DE COMBUSTIBLES^ CarbonesLignitos^ Sólidos CoquesMadera^ Residuos
combustiblesResiduos combustibles Petróleo y sus derivados Líquidos No derivados del petróleoNaturales (salen de la tierra) Gases Fabricados (productos obtenidos del carbón) Elementos Fundamentales: Carbono (C) e Hidrógeno (H)Azufre (S), cuerpo indeseable (no combustible)
2.2. COMBUSTIBLES SÓLIDOS: EL CARBÓN^ ^ El^ carbón^ es una mezcla de carbono, hidrógeno, oxígeno,nitrógeno, azufre, agua y cenizas.^ ^ Proviene de la^ materia vegetal
que quedó enterrada en lechos de pantanos y lagos. ^ Debido^ a^ la^ acción^ combinada
del^ tiempo ,^ presión^ y temperatura , los vegetales se transformaron en carbón. ^ En^ la^ naturaleza^ se^ encuentran
muestras^ de^ todas^ las^ etapas ^ En^ la^ naturaleza^ se^ encuentran
muestras^ de^ todas^ las^ etapas del proceso, desde la estructura brillante de la
antracita^ hasta el blando y deleznable^ lignito. ^ Clasificación del carbón por rango (
ASTM D 388 ):
desde la^ madera:^ carbón original; composición pequeña decarbono fija y alta composición de materias volátiles,…. hasta la^ antracita,^ con el mayor contenido en carbono.
2.2. COMBUSTIBLES SÓLIDOS: EL CARBÓN^ Formacióndel Carbón
Calor^ y Presión Plantas enpantanos yciénagas Bajo capas desedimentoCarbón^ Turba^
2.2. EL CARBÓN: Clasificación de los carbones^ Carbón muy duroColor negro lustroso brillanteNo se coquifica^ Antracita Elevado porcentaje de C y < 8 % materias volátilesArde sin llama o con llamas muy cortas y azuladasCombustión sin humoSe encuentra en pequeñas cantidades^ Semiantracita^ Tiene menos carbono fijo y 8-14 % de materias volátilesMenos lustre^ Arde
con^ llamas^ más^ largas^ y^ luminosasArde con^ llamas^ más^ largas^ y^ luminosas Carbón bituminoso de mejor calidad Carbón Arde con muy poco humoMás blando que la antracita semibituminoso 14-22 % de materias volátiles Blando Carbón Elevado porcentaje de materias volátiles (25-35 %)Humedad variable (6-17 %) bituminoso Arde con llamas largas amarillas y humeantesPuede ser coquificable y fritable
2.2. EL CARBÓN: Clasificación de los carbones^ “Lignito negro”Carbón bituminoso de baja calidad^ Carbón Se desintegra cuando se expone al aireMaterias volátiles, 35-45 % sub-bituminoso Contenido de humedad, 17-20 %^ Aspecto de madera o arcillaPotencia calorífica baja^ Lignito Elevado contenido de humedad y cenizas^ Riesgo
de^ combustión^ espontáneaRiesgo de^ combustión^ espontánea Combustibles en instalaciones en boca de mina En estado fresco hasta un 98 % de humedadEn jardinería para mejorar suelos (retención de agua) Turba Materias volátiles, 60 %; oxígeno, 33 %; carbono, 59 % Antracita
Turba Oxígeno y Materias volátiles Carbono fijo y Potencia calorífica
2.2. EL CARBÓN: Clasificación de los carbonesTabla 1.^ Clasificación del carbón por rango (ASTM D 388)
2.2. EL CARBÓN: Clasificación de los carbonesFórmulas de Parr:^ Fórmulas de aproximación:
^ Poder calorífico:^ cantidad de calor obtenido en la combustión apresión^ constante^ de^ 1kg
de^ combustible^ sólido,^ cuando
los
2.2. EL CARBÓN: Propiedades físicas productos de la misma se enfrían hasta 25ºC. En base seca.
^ Granulometría:^ Expresa
la^ finura^ de molienda y se valora haciendo pasar unamuestra^ de^ carbón^ pulverizado
por^ un tamiz de un determinado ancho de malla.El^ residuo^ retenido^ en^
el^ tamiz^ se
2.2. EL CARBÓN: Propiedades físicas denomina^ Rechazo^ y se expresa en tantopor ciento del peso total de la muestra.
^ Indice de hinchamiento:
Expresa el comportamiento del carbón
2.2. EL CARBÓN: Propiedades físicas cuando se calienta a temperatura (820 ºC) a las que se provoca suescisión en dos fases: gaseosa y sólida. La forma y volumen finalobtenidos de una muestra inicial de carbón, sometido al citadocalentamiento, se compara con una escala establecida en la que seasignan unos números a cada forma y volumen.
^ Indice de abrasividad:^ Expresa la mayor o menor capacidad quetiene un carbón para producir erosión en los elementos de un equipode manejo del mismo. Se utilizará la escala MOHS, que se asigna unvalor o índice a diez materiales distintos según su abrasividad. ^ Densidad volumétrica:^ Es el coeficiente entre la masa de una muestra^ de^ coque^ contenida
en^ un^ cubo^ de^ dimensiones determinadas^ y^ el^ volumen^ de
dicho^ cubo.
2.2. EL CARBÓN: Propiedades físicas^ determinadas^ y^ el^ volumen
de^ dicho^ cubo. Temperatura de inflamación:^ Es la menor temperatura a la quese inflaman los vapores emitidos por el combustible al ponerlo encontacto con una llama que si es retirada no hace posible mantener lacombustión. Temperatura de ignición:^ Es la temperatura, superior a la deinflamación, a la que la llama originada por la combustión de losvapores inflamables es duradera y persistente.
2.2. EL CARBÓN: Análisis químico El carbón en su estado natural no es ninguna sustancia pura ni tienecomposición uniforme^ ^ Análisis químico^ Es necesario para efectuar los cálculos referentes a la combustión^ Expresiones del análisis químico y la potencia calorífica:^ (1) Sobre el carbón tal como se recibe o quema(2) Sobre el carbón seco o exento de humedad(3) Sobre el carbón sin cenizas ni humedad (materia combustible)^ ^ Humedad^ Humedad superficial:
cantidad de agua en % de peso quese evapora mediante un secado al aire. Desecar la muestra a 32 ºC hasta pérdida de peso 0.1 %/h^ + Humedad inherente: cantidad de agua que permanece enel carbón después de secado al aire. Muestra pulverizada finalmente^ del^ carbón^ secado^
al^ aire anotando la pérdida de peso tras 1 h en estufa a 105 ºC
^ Carbono total^ Carbono^ fijo^ (carbono
sin^ combinar).^ No^ destilacuando se calienta y constituye el carbono del coque. + Materias volátiles (CxHy).^ Liberadas^ al^ calentar
el
2.2. EL CARBÓN: Análisis químico carbón,^ x^ e^ y^ variables^ ^ Hidrógeno^ Constituyente de las materias volátiles y de la humedadinherente. El análisis químico descompone el agua noevaporada en hidrógeno y oxígeno.^ ^ Oxígeno^ Se supone que se halla combinado con hidrógeno en formade^ agua^ descomposición
del^ vapor^ de^ agua^ da^ el contenido de oxígeno
