Combustibles gaseosos

Combustibles Gaseosos

INTRODUCCIÓN
Un gas combustible es un gas que se utiliza para producir energía térmica mediante un proceso de combustión.Se denominan combustibles gaseosos a los hidrocarburos naturales y a los fabricados exclusivamente para su empleo como combustibles,y a aquellos que se obtienen como subproducto en ciertos procesos y que se pueden aprovechar como combustible .
La composición de éstos varía según la procedencia de los mismos, pero los componentes se pueden clasificar en gases combustibles (CO, H2, (HC)) y otros gases (N2, CO2, O2).

ESTOS SE CLASIFICAN EN :
Combustibles gaseosos naturales:
Combustibles gaseosos manufacturados:
Gas pobreGas de horno altoGas de batería de coqueGas de síntesisGas de gasógeno

PROPIEDADES
Los gases tienen unas propiedades físicas y químicas, las primeras conducen a que los gases sean comprensibles, que ocupen todo el volumen del recinto en donde se encuentren, etc. En cuanto a las propiedades químicas, conducen a la existencia de los siguientes tipos de gases:
Gases comburentes: Son indispensables para mantener la combustión, oxígeno, protóxido de nitrógeno, etc.
Gases combustibles: Arden fácilmente en presencia del aire o de otro oxidante, hidrógeno, acetileno.

PROPIEDADES Y VENTAJAS
El poder calorífico, una de las propiedades más importantes de un combustible, se expresa para los combustibles gaseosos por unidad de volumen en condiciones normales. El valor del poder calorífico va a variar mucho dependiendo del tipo de gas que estemos manejando, y por lo tanto, en función de los componentes del combustible que estemos manejando. Los componentes no combustibles de un combustible van a bajar el rendimiento calorífico de la combustión. Sin embargo, a pesar de esto, a veces, un combustible de calidad inferior pero que sea subproducto de un proceso industrial puede ser más ventajoso económicamente.

PODER CALORÍFICO:
Poder calorífico superior, que es el que se libera al realizar la combustión de una unidad de volumen de gas
Poder calorífico inferior, que es igual que el anterior, pero sin tener en cuenta el calor de condensación del agua producida en la combustión.
Las unidades del poder calorífico son Kcal/m3; Btu/ft3; Cal/L

ALGUNOS DE LOS PODERES CALORIFICOS

Otra propiedad importante del combustible es el calor específico. Se define éste como la cantidad de calor requerida para que la unidad de masa de gas aumente su temperatura 1ºC.
Las unidades son cal/gºC; Kcal/KgºC; Btu/lbºF. Pero lo cierto es que al aumentar la temperatura existe una dilatación; es por ello que se definen los siguientes calores específicos:
Calor específico a volumen constante (Cv)
Calor específico a presión constante (Cp)
Cves menor que Cp, ya que hay que tener en cuenta el trabajo de expansión que hay que realizar. Hay una relación entre estos dos valores:
Cp/Cv
Gas monoatómico: 1,67
Gas diatómico: 1,40
Gas triatómico: 1,33

Otra propiedad de los combustibles gaseosos es la viscosidad. Al aumentar la temperatura aumenta la viscosidad. Existen dos tipos de viscosidades, la cinemática y la dinámica.

COMBUSTIÓN DE UN COMBUSTIBLE GASEOSO
La combustión es, como sabemos, una reacción de oxidación. La llama es la fuente de calor de esta reacción. En todo proceso de combustión hay 3 condiciones que se deben cumplir:

1) Para que puede iniciarse y propagarse la combustión, hace falta que simultáneamente el combustible y el comburente esté mezclado en cierta proporción y que la temperatura de la mezcla sea localmente superior a la temperatura de inflamación.
2) Para que la combustión se mantenga debe ocurrir que:

Los productos originados en la combustión de evacúen a medida que se producen
La alimentación del comburente y del combustible sea tal que se cumplan las condiciones expuestas hasta ahora (1).
3) Para que la combustión se realice en buenas condiciones se debe cumplir que:

El aire empleado en la combustión sea el correspondiente a una combustión completa sin exceso de aire:
aire empleado = aire mínimo.
Debe haber una determinada turbulencia y un tiempo determinado

CARACTERÍSTICAS DE LA COMBUSTIÓN DE GASES
Temperatura de ignición.
La temperatura de ignición es la mínima temperatura a la que puede iniciarse y propagarse la combustión en un punto de una mezcla aire gas. El autoencendido de una mezcla aire gas se produce sobre los 650-700ºC.
Velocidad de deflagración
Es la velocidad de propagación de una llama estable.

Límites de inflamabilidad
Se entienden estos como los porcentajes de aire y gas que presentan una mezcla de ambos para que pueda iniciarse y propagarse la combustión de dicha mezcla. Normalmente se expresa en porcentaje de gas combustible en la mezcla. Tanto el exceso de combustible como de comburentes son perjudiciales para la combustión, fuera de los límites de inflamabilidad

GAS NATURAL
es una fuente de energía no renovable formada por una mezcla de gases ligeros que se encuentra frecuentemente en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se saca, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 ó 95% .
Puede obtenerse también con procesos de descomposición de restos orgánicos (basuras, vegetales - gas de pantanos) en las plantas de tratamiento de estos restos (depuradoras de aguas residuales urbanas, plantas de procesado de basuras, de alpechines, etc.). El gas obtenido así se llama biogás.

PRINCIPALES COMPONENTES
Metano.
Etano.
Eteno o Etileno.
Propano.
Butano.
Pentano.
Benceno.
Ciclohexano.

GAS LICUADO DE PETRÓLEO
es la mezcla de gases condensables presentes en el gas natural o disueltos en el petróleo. Los componentes del GLP, aunque a temperatura y presión ambientales son gases, son fáciles de condensar, de ahí su nombre. En la práctica, se puede decir que los GLP son una mezcla de propano y butano.El propano y butano están presentes en el petróleo crudo y el gas natural, aunque una parte se obtiene durante el refinado de petróleo, sobre todo como subproducto de la destilación fraccionada catalítica (FCC, por sus siglas en inglés Fluid Catalytic Cracking).

ALMACENAMIENTO
Colores de las Botellas
El color de las botellas tiene por objeto proporcionar a simple vista información acerca de su contenido, lo que constituye un importante factor desde el punto de vista de la seguridad. Dentro del color de la botella hay que distinguir el del cuerpo, franja y ojiva,

Gases inflamables y combustibles
Rojo
Los gases inflamables pueden inflamarse en una cierta proporción en combinación con el aire u otras sustancias oxidantes.
Los gases auto inflamables tienen una temperatura de inflamación de< 100ºC. Estos gases pueden inflamarse a temperatura ambiente en combinación con el aire u otras sustancias oxidantes.

Gases oxidantes e inertes
Negro o gris
Los gases oxidantes soportan la combustión pero no son inflamables por si mismos.

Gases corrosivos
Amarillo
Los gases corrosivos atacan muchos materiales especialmente metales y queman la piel así como muchas membranas mucosas.

Gases tóxicos
Verde
Los gases tóxicos pueden dañar seriamente o incluso matar seres humanos si se inhalan o absorben a través de la piel.

Butano y propano industrial
Naranja, otros colores

VENTAJAS E INCONVENIENTES
Generación de CO2
El gas natural produce mucho menos CO2 que otros combustibles como los derivados del petróleo, y sobre todo el carbón. Además es un combustible que se quema más limpia y eficazmente.La razón por la cual produce poco CO2 es que el principal componente, metano, contiene cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono, produciendo 2 moléculas de agua por cada una de CO2, mientras que los hidrocarburos de cadena larga (líquidos) producen sólo 1 molécula de agua por cada 1 de CO2 (recordemos que el calor de formación del agua es muy alto).Sin embargo, su contenido energético por unidad de volumen es bajo en comparación con otros combustibles.

IMPACTO AMBIENTAL
El CO2 y los otros hidrocarburos; etano, propano, butano.. expulsado a la atmósfera por el gas producen una reacción solar menos energética. Esto, pues produce que la tierra se vea afectada por un incremento de 0,2-0,5 °C cada década ya que los rayos del sol inciden en la atmósfera pero una parte de ellos no sale y se refleja a la tierra.

Gracias

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Combustibles gaseosos

by Gresiq on Apr 25, 2011

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