Análisis 116: Combustión a partir de analizador de Ostwald
Un gas natural se quema en un reactor de combustión. El analizador de Ostwald mide las siguientes emisiones en base de gas seco:
Monóxido de carbono (6 % CO)
Dióxido de carbono (8 % CO2)
Oxígeno (1.2 % O2)
Hidrocarburos no quemados (no detectados)
Considerar la presencia de hidrógeno en el escape. Obtener:
Composición de los humos secos y húmedos
Coeficiente de exceso de aire
Poderes caloríficos del combustible
Entalpía de formación del combustible
Relación aire/combustible
Diagrama de Kissel
El gas natural proporciona alrededor de una quinta parte de todos los requisitos de energía primaria del mundo. Este notable desarrollo ha tenido lugar en muchos países como resultado de la construcción de tuberías de acero de gran diámetro y larga distancia que han llevado grandes volúmenes de combustible gaseoso a usuarios domésticos, comerciales e industriales a muchas millas de distancia del campo mismo. Para comprender el manejo y la utilización seguros del almacenamiento de cualquier producto, primero es esencial comprender la naturaleza del material en consideración.
El gas natural varía en composición a partir de una mezcla de hidrocarburos casi puros; con impurezas, principalmente nitrógeno (N2), sulfuro de hidrógeno (H2S) y dióxido de carbono (CO2). Los gases que contienen cantidades significativas de H2S o CO2 o ambos se denominan gases amargos o ácidos. Estas impurezas deben eliminarse antes de que el gas se utilice como combustible. Los hidrocarburos gaseosos son metano, etano, propano, butanos, pentanos y pequeñas cantidades de hexanos, heptanos y algunas fracciones más pesadas. En el combustible usado a gas, el metano es el componente más abundante, generalmente del 85 al 98%.
Normalmente se considera que el gas es una mezcla de compuestos de hidrocarburos de cadena lineal o de parafina. Sin embargo, ocasionalmente se presentan compuestos cíclicos y aromáticos en el gas natural. Aunque cantidades sustanciales de gas natural descubiertas hasta ahora se encuentran asociadas con el petróleo crudo, la mayor parte, sin embargo, no está asociada. El término gas asociado se aplica al producido por la estabilización del crudo; en otras palabras, es el exceso de gas que puede transportarse en el crudo a la presión atmosférica. Aunque los gases asociados consisten principalmente en metano y etano, contienen cantidades apreciables de C3 e hidrocarburos superiores y son una fuente importante de gas licuado de petróleo. El gas natural no asociado puede estar seco o puede requerir tratamiento para eliminar el condensado antes de su distribución. En ambos casos, los hidrocarburos más predominantes presentes serán el metano y el etano.
La composición natural del gas natural puede variar en un amplio rango. Incluso dos pozos que producen en el mismo yacimiento pueden tener composiciones diferentes. La figura siguiente muestra diferentes tipos de yacimientos con sus composiciones típicas de hidrocarburos del gas producido a partir de ellos. La composición del gas producido en un yacimiento determinado puede cambiar con el tiempo si los líquidos se condensan en el yacimiento a medida que disminuye la presión. Aunque los gases naturales contienen pequeñas fracciones de componentes de hidrocarburos mucho más pesados que el heptano, la mayoría de los análisis agrupan los componentes más pesados en una categoría denominada heptanos plus.
En el caso de la reacción de combustión en la que se produce únicamente CO en los gases de combustión, se conoce con el nombre de Combustión de Ostwald y la reacción que produce CO y H2 se conoce como Combustión de Kissel.
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