TIPOS DE COMBUSTIBLES

CLASIFICACION

Los combustibles normalmente utilizados en la industria pueden clasificarse:

-Según su estado natural:

-Combustibles naturales: se les encuentra en la naturaleza y antes de su utilización solo

se efectúan tratamientos mecánicos o físicos:

Carbón (molienda, lavado, secado) Petróleo (destilación).

Gas natural (depuración) Madera.

-Combustibles manufacturados. Obtenidos por tratamiento químico de los anteriores.

Gas de gasógeno, coke, carbón vegetal …

-Según su estado de agregación:

-Combustibles sólidos: los carbones (antracita, hullas lignito, turba) el coke, la madera.

-Combustibles líquidos: gas-oil, fuel-oil, petróleo, gasolinas, …

-Combustibles gaseosos: gas natural, gases licuados del pretóleo gases

manufacturados.

COMPOSICION GENERAL.

a) Esencialmente por carbono (C) e hidrógeno (H2)sea en forma libre o combinada en forma

de hidrocarburos.

b) Azufre, si bien esta especie no se tolera mas que en pequeños porcentajes debido a los

efectos perjudiciales de sus compuestos con oxígeno.

c) Oxígeno, que puede encontrarse bien inicialmente fijado al carbono e hidrogeno, bien

presente en estado libre en el combustible (caso de las mezclas aire-propano por

ejemplo).

d) Inertes como son la humedad, las cenizas el CO2 y el nitrógeno.

Respecto a la humedad, hay tres tipos de ésta:

- Humedad bruta; es la humedad superficial de un combustible. Esta humedad puede

tomar valores muy diferentes para un mismo combustible, dependiendo de las

condiciones atmosféricas.

- Humedad higroscópica o especifica; que es constante para un combustible. Aunque no

esta unida químicamente solo se desprende al calentar por encima de 100°C.

- Humedad de combinación o constitución; es el agua unida químicamente y no se

desprende por secado, se le supone queda en cenizas.

LOS COMBUSTIBLES SOLIDOS. CARBONES.

El término carbón es sinónimo de "rocas sedimentarias combustibles", las cuales pueden ser

desglosadas en función del grado de evolución Así, en orden decreciente se distinguen:

. Grafito-antracita.

. Hullas.

. Lignitos: Negro o Pardo

. Turbas.

La composición de las rocas combustibles esta formada básicamente por:

.Una matriz de materias orgánicas variable según su grado de evolución y su origen.

.Materias minerales.

Análisis inmediato

- Humedad total. La humedad superficial y la de composición se pueden eliminar, la de

constitución está retenida químicamente.

Efectos: -Disminuye el poder calorífico inferior.

-Aumenta el volumen de humos.

-Disminuye el rendimiento.

-Disminuye la capacidad de los elementos de molienda.

-Provoca dificultades en mantenimiento sobre todo en caso de hielo.

- Cenizas.

Son impurezas minerales.

Efectos: - Descenso de rendimiento debido a un aumento de las pérdidas por inquemados

- Descenso del poder calorífico

- Pérdida de calor sensible hacia el cenicero,

- Mayores depósitos que ocasionan resistencias térmicas al paso del calor.

- Necesidad de un mantenimiento más acusado del equipo

- Usura mayor en los equipos de mantenimiento, molienda y en los

intercambiadores situados en el circuito de humos.

Las características a vigilar en las materias minerales serán:

- Los puntos de fusión (Na, K, Fe, Ca) y la aptitud a la vaporización (C1, Na).

- El contenido de componentes abrasivos, sílice (cuarzo), alumina, oxido de

hierro.

- La aptitud a separarse en los eliminadores

- Materias volátiles.

Formadas por una parte combustible (compuestos hidrocarbonados gaseosos, compuestos

hidrocarbonados condensables, CO, H2, ...) y una parte no combustible (CO2, SO2, NOx ...,

y condensables como H2O, SO3).

Se determina calentando la muestra seca sin aire a 955ºC en horno mufla durante 7 min.

- Carbono fijo.

El carbono fijo es la fracción residual del carbón, en tanto por ciento viene dada por:

Carbono fijo = 100 - humedad - materias volátiles – cenizas

LOS COMBUSTIBLES LIQUIDOS. DERIVADOS DEL PETROLEO.Los combustibles líquidos derivados del petróleo son una mezcla de una variedad infinita demoléculas que contienen básicamente hidrógeno y carbono.Composición- Elementos capaces de oxidarse: Carbono, Hidrógeno, Azufre (en débil proporción).- Una pequeña proporción en comburente (oxígeno).- Una pequeña proporción de nitrógeno.- Trazas de metales (vanadio, sodio, níquel …) en p.p.m.-Agua; procedente del exterior, no como constituyente propiamente dicho, dada la ínfima tasade solubilidad de los combustibles líquidos.

Propiedad Química-Residuo ConradsonResto carbonoso que se obtiene a partir de un ensayo de carbonización y pirólisis(destilación) del combustible, en el que se produce la combustión de los vapores formados.Es un índice de la capacidad de formar inquemados sólidos y obturación de quemadores.Clasificación-Clase A.- Hidrocarburos cuya presión de vapor, a 15ºC, es superior a 98 kPa (metano,propano, butano).-Clase B.- Hidrocarburos cuyo punto de inflamación es inferior a 55 ºC y no estáncomprendidos en la clase A (gasolinas, disolventes...).-Clase C.- Hidrocarburos cuyo punto de inflamación está comprendido entre 55 y 120ºC(gasóleos, fuelóleos).- Clase D.- Hidrocarburos cuyo punto de inflamación es superior a 120ºC (asfaltos,lubricantes).

LOS COMBUSTIBLES GASEOSOSCOMPOSICIONComponentes combustibles como:-Hidrógeno.-Monóxido de carbono (CO)-Hidrocarburos saturados (metano, etano, propano, butano e isobutano, pentano, yexcepcionalmente vapor de exano).-Hidrocarburos no saturados; etileno (C2H4), propeno o propileno (C3H6), buteno (C4H8).-Hidrocarburos no saturados no identificados en análisis (CnHm).- Eventualmente oxígeno comburente en pequeña proporción

- Eventualmente gases inertes en pequeña proporción (CO2, N2).

TIPOS DE GASES COMBUSTIBLES- El gas manufacturado.Este fué el primero en utilizarse fabricado a partir de la destilación del carbón (pirogenaciónde hullas), mediante el calentamiento del carbón, siendo el llamado gas manufacturado losproductos volátiles de esta destilación (procedimiento tradicional).La industria del gas lo fabrica actualmente por tratamiento (reorganización y cracking) deproductos petroleros.Los productos que lo componen son:• Monóxido de carbono (CO), lo que les da un carácter tóxico.• Hidrógeno, hasta una proporción del 50% .• Metano .• Pequeñas proporciones de CO2, N2, O2 e hidrocarburos.- El gas naturalProviene de los yacimientos naturales subterráneos o submarinos y son producto de ladescomposición de la materia orgánica bajo grandes presiones.

-Gases licuados del petróleo (GLP)

Se denominan así al butano y propano comerciales, que provienen del refinado del petróleo,

pero estos también están presentes en cantidades moderadas en los yacimientos de gas

natural y son recuperados en la preparación de éste antes de su transporte.

Tanto el propano como el butano comercial son expedidos en forma de líquidos (en

recipientes), aunque en algunos casos también se suministran en fase gaseosa y también

mezclas de ambos con aire, como sustitutos del gas natural (aire propanado 15,6) o de los

gases manufacturados (aire propanado 7,5 y aire butanado 7,3).

El butano y el propano denominados comerciales no son cuerpos puros sino mezclas, así el

propano comercial contiene propano y hasta un 30% de propeno (C3H6), mientras que el

butano comercial posee butano puro y buteno (C3H8).

Como en el caso de los gases naturales, están exentos de monóxido de carbono, por lo que no

son de carácter tóxico.

-Gas de alto horno

Este es un subproducto de los procesos siderúrgicos, de un bajo poder calorífico, por lo que no

suele compensar los gastos de transporte y se le utiliza "in situ", bien en centrales térmicas

próximas, bien en los propios procesos del alto horno.

La composición del gas de alto horno contiene del orden del 65% de CO+N2 (con un

porcentaje de CO del 25% aproximadamente), además su contenido en H2 es muy pequeño

(menor al 5%), lo que explica su débil contenido energético.

PROPIEDADES DE LOS COMBUSTIBLES GASEOSOS- DensidadDensidad relativa de un gas respecto al aire es la relación entre las masas volumétricas delgas y del aire tomadas en las mismas condiciones de presión y temperatura, esta propiedadlógicamente es adimensional.La densidad es un parámetro importante de cara a la ventilación de locales, los gasesmanufacturados y el gas natural son mas ligeros que el aire (la ventilación deberá realizarsepor las zonas altas), mientras que el GLP y sus mezclas son mas pesados.La masa volumétrica y la densidad intervienen en otros cálculos como las pérdidas de cargaen canalizaciones y los índices de intercambiabilidad.-Poder caloríficoLa relación entre el poder calorífico superior y el inferior depende de la proporción de loselementos, carbono e hidrógeno, a pesar de esto se encuentra, que para gases, estarelación es siempre próxima a un valor de 0.9.El poder calorífico se expresa, en gases, en kW.h/m3N, sin embargo este valor no tienemucho sentido para el propano y butano comerciales en estado liquido, por lo que en estoscasos se expresa por unidad de masa.

-Temperatura de inflamación. Limites de inflamabilidad.La temperatura de inflamación es el valor mínimo al cual debe ser llevado un punto de unamezcla inflamable de gas combustible y comburente, para que la combustión puedacomenzar y propagarse. También se le conoce como temperatura de ignición o de autoinflamación.La combustión de un gas combustible necesita la presencia de aire comburente (no seconsidera la combustión con oxigeno puro). Considerando todas las posibles mezclascaracterizadas por el contenido en gas respecto a la mezcla homogénea, por ejemplo desde0% (aire puro) a 100% (gas puro), se observa que la combustión no puede darse ypropagarse mas que dentro de una zona comprendida entre esos valores extremos, estazona es conocida como zona de inflamabilidad, cuyos limites son:

El limite inferior, por debajo de este valor hay demasiado aire en la mezcla para que lacombustión pueda desarrollarse.El limite superior, por encima de este valor no hay bastante aire comburente para que lacombustión se produzca.