Análisis 68: Gas de carbón, emisiones de NOx

Una muestra de gas de carbón tiene la siguiente composición porcentual volumétrica: metano 20%, i-butene 2%, hidrógeno 50%, monóxido de carbono 18%, oxígeno 1%, nitrógeno 5%, dióxido de carbono 4%. Determine la relación aire/combustible estequiométrica en volumen, productos de la combustión en base seca y húmeda, y temperatura adiabática de la llama, para una combustión con un 50% de exceso de aire, suponiendo que no hay monóxido de carbono ni hidrógeno en los productos.

Suponiendo una temperatura de equilibrio de 1700 ºC, obtener la composición de los productos de combustión, suponiendo que hay CO, H2, O, N, H, NO, NO2, N2O y N2O4.

La admisión a una cámara de combustión no está en equilibrio (no reaccionaría si lo estuviera), aunque puede considerarse en un equilibrio metaestable (no reaccionaría si no se enciende), o incluso en entradas de aire y combustible separadas en su propio equilibrio, condiciones antes de mezclar. El escape de una cámara de combustión puede estar en equilibrio (no con el entorno sino dentro de sí mismo, es decir, en equilibrio químico a una T y p dadas), si el proceso de combustión ha tenido tiempo suficiente para desarrollarse por completo. En la práctica, siempre hay algunas reacciones parciales tan lentas que no alcanzan el equilibrio en los tiempos considerados, como ocurre con algunas trazas de contaminantes, pero la suposición de un equilibrio químico perfecto suele ser una muy buena aproximación al proceso de combustión real.