Análisis 135: Oxi-combustión con productos en base seca y presencia de H2(g)
Nueva tecnología para cumplir con los nuevos y más estrictos límites de emisión de CO2 a la atmósfera introducidos por los gobiernos.
Un hidrocarburo (composición molar) en estado gaseosos entra a un horno industrial a 25ºC y 101.325 kPa:
CH4 --> 66 %
C2H6 --> 21 %
C3H8 --> 9 %
n-C4H10 --> 4 %
El oxidante es oxígeno puro que entra al quemador a 25ºC y 101.325 kPa. La composición molar de los productos de combustión en base seca es:
CO2 --> 22 %
CO --> 7 %
H2 --> 6 %
Los gases de la combustión salen a 1113 ºC. Determinar:
a) Obtener los productos de la combustión en base húmeda y seca.
b) Coeficiente de exceso de aire.
c) Poderes caloríficos del combustible.
d) Temperatura adiabática de la llama.
e) Calor intercambiado.
f) Eficiencias de la combustión.
La combustión oxi-fuel surge como una tecnología prometedora para contrarrestar los problemas de emisiones contaminantes de efecto invernadero en las plantas de potencia y/o motores de combustión interna, gracias a la posibilidad de capturar fácilmente el CO2 y su potencial para emisiones cero de NOx y reducidas de CO e hidrocarburos inquemados (HC). La combustión oxi-fuel consiste en un proceso de combustión que se produce en un ambiente altamente enriquecido con O2, donde la temperatura excesivamente alta se controla utilizando un gas de dilución que puede ser el gas de escape recirculado, compuesto principalmente de CO2 y vapor de H2O, en lugar de N2. Entre los beneficios de este modo de combustión no convencional, debe destacarse su potencial para la captura y almacenamiento de CO2, gracias a que el H2O puede eliminarse fácilmente de los gases de escape mediante condensación, y por lo tanto, el gas resultante está compuesto principalmente de CO2. Este modo de combustión no convencional ha sido estudiado en motores de encendido por chispa (Motores de Encendido Provocado) en los últimos años.
El uso de oxígeno puro se justifica por la economía de consumo de combustible y oxígeno, sin necesidad de grandes modificaciones en los equipos y también por la reducción considerable de contaminantes como los NOx generando así una cadena de gases ricos en CO2, que pueden ser extraídos más tarde mediante diferentes técnicas de captura.
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