COMBUSTÍVEIS E COMBUSTÃO Em Fornos e Caldeiras Frederico Maia Brandão

INTRODUÇÃO O homem primitivo para retirar o seu sustento da natureza, utilizou no início, sua força muscular. Com o decorrer dos tempos, e para diminuir seu esforço, passou a substituir a força muscular pela utilização de animais. Sempre com o objetivo de obter maior produção com menor esforço, aperfeiçoou os meios de subsistência e conforto. Descobre-se a utilização da ENERGIA como proporcionadora de maior quantidade de trabalho em menor tempo e como substituto do esforço físico e animal.

ENERGIA Conceitos e fundamentos Das mais diversas maneiras, a energia está presente em nosso dia a dia. Aristoteles no século IV A.C. definiu energia como: “Uma realidade em movimento” Termodinâmica no século XIX : “Energia é a medida da capacidade de efetuar trabalho” James Clerk Maxwell(1831-1879) propôs a definição: “ Energia é aquilo que permite uma mudança na configuração de um sistema, em oposição a uma força que resiste à esta mudança”

FORMAS DE ENERGIA A energia inicialmente utilizada foi a dos ventos,da água e do Sol. Posteriormente, utilizou-se a enérgia térmica, elétrica e motriz. Recentemente , o homem passou a utilizar a energia nuclear(atômica). FISSÃO Nêutron FUSÃO E = mc2(Einstein) Núcleo de hélio c=3x108m/s H He + Energia + Energia U H Pu Núcleo de hidrogênio Átomo de Urânio

ENERGIA TÉRMICA Dependendo das reações químicas e da liberação de energia acumulada na forma de ligações entre átomos e moléculas, a energia química apresenta grande interesse por sua vasta aplicação. Um grande exemplo é a ENERGIA DOS COMBUSTÍVEIS, que é na realidade, energia química de ligação. Sua aplicação típica associa-se aos processos de combustão nos motores, fornos e caldeiras, onde a energia química de materiais como gasolina, álcool, óleo combustível, lenha etc., é convertida em energia térmica, na forma de gases sob altas temperaturas.

PROCESSOS DE CONVERSÃO ENERGÉTICA ENERGIA TÉRMICA RADIAÇÃO ENERGIA QUÍMICA ENERGIA NUCLEAR ENERGIA TÉRMICA INTERNA ENERGIA MECÂNICA ENERGIA ELÉTRICA Independente dos sistemas considerados e as formas de energia envolvidas, todos os processos de conversão energética são regidos por duas leis físicas fundamentais.

LEIS FÍSICAS DA CIÊNCIA ENERGÉTICA 1a – LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA- 1a LEI DA TERMODINÂMICA(1840 por Joule e Meyer) “A energia não se cria nem se destrói”  Eentra =  Esai +  Esistema

LEIS FÍSICAS DA CIÊNCIA ENERGÉTICA 1a LEI DA CONSERVAÇÃO DE ENERGIA Eútil Sistema energético Econsumida (Aporte de energia) Perdas Baseia-se nessa lei o conceito de desempenho ou eficiência energética de um sistema:  energ = Eútil = Econsumida – Perdas = 1 - Perdas Econsumida Econsumida Econsumida

LEIS FÍSICAS DA CIÊNCIA ENERGÉTICA 2a LEI DA DISSIPAÇÃO DA ENERGIA - 2a LEI DA TERMODINÂMICA Em todos os processos de conversão energética, sempre deve existir uma parcela de energia térmica como produto, ou seja existem inevitáveis perdas térmicas nos processos energéticos. Além das perdas decorrentes das limitações tecnológicas e econômicas dos sistemas reais, tais como isolamentos térmicos imperfeitos, atrito, perdas de carga e inércias, entre outras. Ciclos térmicos de potência: rever = 1 – T2/ T1

RECURSOS ENERGÉTICOS Energias finitas Petróleo Carvão mineral Turfa Denominam-se recursos energéticos as reservas ou fluxos de energia disponíveis na Natureza e que podem ser usados para atender às necessidades humanas. Petróleo Carvão mineral Turfa Recursos fósseis Xisto betuminoso Energias finitas Gás natural Urânio e Tório(Energia atômica)

RECURSOS ENERGÉTICOS Energia solar Energia hidraulica(rios) Energia eólica(ventos) Recursos Renováveis Energia das ondas do mar A utilização inadequada de potenciais energéticos renováveis pode determinar a sua exaustão Energia de biomassa(lenha,cana) Energia geotérmica Taxa de renovação sustentável para florestas tropicais é da ordem de 15 tep/hec/ano

DEGRADAÇÃO DO MEIO AMBENTE ENERGIA E MEIO AMBIENTE Com o homem e a sua atividade industrial apareceu a poluição ambiental. A rápida industrialização e urbanização dos países em desenvolvimento têm levado a um aumento severo da poluição das águas, altos níveis de concentração de poluentes no ar, aumento da quantidade de resíduos sólidos urbanos e ainda a devastação de reservas florestais e esgotamento das possibilidades de renovação dos insumos básicos para o homem. DEGRADAÇÃO DO MEIO AMBENTE

ENERGIA E MEIO AMBIENTE “È a degradação do ambiente, mudanças do ar, águas ou solo ue afetam a saúde e a sobrevivência ou as atividades do homem e outros organismos vivos” POLUIÇÃO A produção de energia tem grande influencia sobre o meio ambiente Desmatamento pelo alto consumo de lenha 1 Emissão de poluente, produtos da combustão de combustíveis fósseis(CO2, NO2, SOx , Nox, Cx Hx, particulados, etc.). 2

CONSUMO MUNDIAL DE ENERGIA NO SÉCULO XX 300 200 Consumo Annual ExaJoules(Exa=1018) 100 1900 1920 1940 1960 1980 2000

CONSUMO E RESERVAS DE ENERGIA NO MUNDO

CONTRIBUIÇÃO DAS FONTES DE ENERGIA NO MUNDO

CONTRIBUIÇÃO DAS FONTES DE ENERGIA NO BRASIL

RESERVAS ENERGÉTICAS BRASILEIRAS 3000 2500 2000 1500 1000 500 RESERVAS EM MILHÕES DE tep TURFA PETRÓLEO GÁS NATURAL ÓLEO DE XISTO GÁS DE XISTO CARVÃO MINERAL ENERGIA NUCLEAR ENERGIA HIDRAULICA 1 tep libera 41868 MJ(106 J) = 10.000Mcal

RESERVAS ENERGÉTICAS MUNDIAIS Tipo de combustível Reservas Duração em anos com consumo atual Petróleo 39,0 1053,1 (109 Barris) Gás natural 146,4 (1012m3) 63,7 Carvão mineral 1039,2(109 tons) 236,0 O carvão mineral será o combustível mais utilizado nos próximos 200 anos. Porém é entre os combustíveis fósseis o mais poluente.

RESERVAS ENERGÉTICAS MUNDIAIS

CO2 SOx NOx CHUVA ÁCIDA POLUIÇÃO DO AR EFEITO ESTUFA Particulados EMISSÃO DE POLUENTES PARA ATMOSFERA

COMBUSTÍVEIS COMBUSTÍVEL FONTE DE ENERGIA CALORÍFICA SUBSTÂNCIA A + SUBSTÂNCIA B = REAÇÃO QUÍMCA EXOTÉRMICA POIS LIBERA CALOR COMBUSTÍVEL + OXIGÊNIO = CALOR + LUZ

COMBUSTÍVEIS INDUSTRIAIS CONDIÇÕES : DISPONIBILIDADE – EXISTA EM GRANDES UANTIDADES E FACIILIDADE DE OBTENÇÃO BAIXO CUSTO – PREÇO ACESSÍVEL NO LOCAL DE CONSUMO E BAIXO CUSTO DE OPERAÇÃO APLICABILIDADE – SE OBTENHA COMBUSTÃO COM OS RECURSOS EXISTENTES E FACILIDADE DE USO MANUSEABILIDADE – SEGURANÇA NO ARMAZENAMENTO E TRANSPORTE RENDIMENTO – PODER CALORÍFCO NÃO MUITO BAIXO

CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS LENHA MADEIRA CAVACO TURFA SERRAGEM NATURAIS LINHITO HULHA ANTRACITO SÓLIDOS CARVÃO VEGETAL ARTIFICIAIS COQUE DE CARVÃO COQUE DE PETRÓLEO BRIQUETES PETRÓLEO NATURAIS ÓLEO DE XISTO LÍQUIDOS DERIVADOS DO PETRÓLEO ALCATRÃO ARTIFICIAIS ALCOOL

CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS GÁS NATURAL NATURAIS HIDROGÊNIO GASOSOS GÁS LIQUEFEITO DE PETRÓLEO(GLP) GÁS DE COQUERIA(SIDERURGICAS) ARTIFICIAIS GÁS DE ALTO FORNO(SIDERURGICAS) GÁS DE ÁGUA(UTILIZANDO CARVÃO) GÁS DE GASOGÊNIO A maioria dos combustíveis mostrados acima é usada para a queima em fornos e caldeiras

LENHA CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS LENHA MADEIRA CAVACO TURFA SERRAGEM NATURAIS LINHITO HULHA ANTRACITO SÓLIDOS CARVÃO VEGETAL ARTIFICIAIS COQUE DE CARVÃO COQUE DE PETRÓLEO BRIQUETES PETRÓLEO NATURAIS ÓLEO DE XISTO LÍQUIDOS DERIVADOS DO PETRÓLEO ALCATRÃO ARTIFICIAIS ALCOOL

LENHA É O COMBUSTÍVEL MAIS ANTIGO E AINDA EM USO ELEMENTOS % Carbono 50,0 Hidrogênio 6,0 Oxigênio 43,0 Nitrogênio 0,5 Cinzas Poder calorífico de lenha seca com 20% de umidade: PCS - 2.500 a 3.500 kcal/kg É O COMBUSTÍVEL MAIS ANTIGO E AINDA EM USO

CAVACOS E SERRAGENS CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS LENHA MADEIRA TURFA SERRAGEM NATURAIS LINHITO HULHA ANTRACITO SÓLIDOS CARVÃO VEGETAL ARTIFICIAIS COQUE DE CARVÃO COQUE DE PETRÓLEO BRIQUETES PETRÓLEO NATURAIS ÓLEO DE XISTO LÍQUIDOS DERIVADOS DO PETRÓLEO ALCATRÃO ARTIFICIAIS ALCOOL

CARVÃO VEGETAL CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS LENHA MADEIRA CAVACO TURFA SERRAGEM NATURAIS LINHITO CARVÃO VEGETAL HULHA ANTRACITO SÓLIDOS CARVÃO VEGETAL ARTIFICIAIS COQUE DE CARVÃO COQUE DE PETRÓLEO BRIQUETES PETRÓLEO NATURAIS ÓLEO DE XISTO LÍQUIDOS DERIVADOS DO PETRÓLEO ALCATRÃO ARTIFICIAIS ALCOOL

CARVÃO VEGETAL ELEMENTOS % Carbono 78,0 Hidrogênio 7,0 Material volátil 12,0 Cinzas 3,0 Poder calorífico do carvão vegetal: PCS – 7.200 a 7.500 kcal/kg 1m3 1m3 2m3 1m3

HULHA CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS LENHA MADEIRA CAVACO TURFA SERRAGEM NATURAIS HULHA LINHITO HULHA ANTRACITO SÓLIDOS CARVÃO VEGETAL ARTIFICIAIS COQUE DE CARVÃO COQUE DE PETRÓLEO BRIQUETES PETRÓLEO NATURAIS ÓLEO DE XISTO LÍQUIDOS DERIVADOS DO PETRÓLEO ALCATRÃO ARTIFICIAIS ALCOOL

HULHA(CARVÃO DE PEDRA) importado nacional ELEMENTOS % Carbono 79,8 47,9 Hidrogênio 5,08 Oxigênio 4,25 Nitrogênio 1,88 Enxofre 1,20 1,2 Cinzas 7,8 12,6 Umidade 3,0 Poder calorífico do carvão de pedra : PCS – 7.000 a 7.500 kcal/kg(importado) 5.000 a 7.000 kcal/kg(nacional)

PETRÓLEO CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS LENHA MADEIRA CAVACO TURFA SERRAGEM NATURAIS LINHITO HULHA ANTRACITO SÓLIDOS CARVÃO VEGETAL ARTIFICIAIS COQUE DE CARVÃO COQUE DE PETRÓLEO PETRÓLEO BRIQUETES PETRÓLEO NATURAIS ÓLEO DE XISTO LÍQUIDOS DERIVADOS DO PETRÓLEO ALCATRÃO ARTIFICIAIS ALCOOL

PETRÓLEO Originou-se de restos de plantas e animais marinhos que se acumularam no fundo de antigos mares e foram soterrados sofrendo um processo de decomposição por pressao formando o petróleo. COMBUSTÍVEIS DERIVADOS Obtidos da destilação fracionada do petróleo

COQUE DE PETRÓLEO CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS LENHA MADEIRA CAVACO TURFA SERRAGEM NATURAIS LINHITO HULHA ANTRACITO SÓLIDOS CARVÃO VEGETAL ARTIFICIAIS COQUE DE CARVÃO COQUE DE PETRÓLEO COQUE DE PETRÓLEO BRIQUETES PETRÓLEO NATURAIS ÓLEO DE XISTO LÍQUIDOS DERIVADOS DO PETRÓLEO ALCATRÃO ARTIFICIAIS ALCOOL

COQUE DE PETRÓLEO ELEMENTOS % Carbono fixo 82,0 Enxofre 7,0 Cinzas importado ELEMENTOS % Carbono fixo 82,0 Enxofre 7,0 Cinzas 10,0 Umidade 1,0 Poder calorífico do coque : PCS – 6.000 a 7.500 kcal/kg(importado)

COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS ARTIFICIAIS CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS LENHA MADEIRA CAVACO TURFA SERRAGEM NATURAIS LINHITO HULHA ANTRACITO SÓLIDOS CARVÃO VEGETAL ARTIFICIAIS COQUE DE CARVÃO COMBUSTÍVEIS LÍQUIDOS ARTIFICIAIS COQUE DE PETRÓLEO GASOLINA QUEROSENE ÓLEO COMBUSTÍVEL ÓLEO DIESEL BRIQUETES PETRÓLEO NATURAIS ÓLEO DE XISTO LÍQUIDOS DERIVADOS DO PETRÓLEO ALCATRÃO ARTIFICIAIS ALCOOL

ÓLEO COMBUSTÍVEL ELEMENTOS % Carbono 87,0 Hidrogênio 3,0 Oxigênio 4,25 importado ELEMENTOS % Carbono 87,0 Hidrogênio 3,0 Oxigênio 4,25 Enxofre 5,0 Cinzas 0,15 Umidade 0,5 Poder calorífico do óleo combustível : PCS – 8.000 a 9.500 kcal/kg

GÁS NATURAL CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS GÁS NATURAL NATURAIS HIDROGÊNIO GASOSOS GÁS LIQUEFEITO DE PETRÓLEO(GLP) GÁS DE COQUERIA(SIDERURGICAS) ARTIFICIAIS GÁS DE ALTO FORNO(SIDERURGICAS) GÁS DE ÁGUA(UTILIZANDO CARVÃO) GÁS DE GASOGÊNIO

GÁS NATURAL Metano(CH4) 78,94 61,07 89,76 81,67 Etano(C2H6) 11,2 16,25 COMPOSIÇÃO DO GÁS NATURAL úmido seco COMPONENTES VOLUME MASSA Metano(CH4) 78,94 61,07 89,76 81,67 Etano(C2H6) 11,2 16,25 8,06 13,75 Propano(C3H8) 5,6 11,91 0,49 1,23 Butano(C4H10) 2,2 6,17 0,11 0,36 Pentano(C5H12) 0,59 2,05 0,01 0,04 Hexano(C6H14) 0,07 0,29 CO2 0,5 1,06 1,25 N2 0,89 1,2 1,07 1,7

GLP CLASSIFICAÇÃO DOS COMBUSTÍVEIS GÁS NATURAL NATURAIS HIDROGÊNIO GASOSOS GÁS LIQUEFEITO DE PETRÓLEO(GLP) GÁS DE COQUERIA(SIDERURGICAS) ARTIFICIAIS GÁS DE ALTO FORNO(SIDERURGICAS) GÁS DE ÁGUA(UTILIZANDO CARVÃO) GÁS DE GASOGÊNIO

GLP - GÁS LIQUEFEITO DE PETRÓLEO COMPOSIÇÃO DO GLP COMPONENTES VOLUME Etano(C2H6) 0,03 Propeno(C3H6) 30,47 Propano(C3H8) 14,34 Buteno(C4H8) 31,76 Butano(C4H10) 23,33 Pentano(C5H12) 0,59 Hexano(C6H14) 0,07

DENSIDADE RELATIVA Gás natural 0,775 0,600 Gás de nafta 0,740 0,576 Densidade absoluta ou massa específica = massa/volume = kg/cm3 Densidade absoluta do ar atmosférico = 1,293 kg/cm3 Densidade relativa de um gás é: A relação de massa deste gás e a massa de igual volume de ar atmosférico nas mesmas condições de temperatura e pressão. TIPOS Densidade absoluta(kg/m3) Densidade relativa Gás natural 0,775 0,600 Gás de nafta 0,740 0,576 Gás de carvão 0,725 0,560 G.L.P. 2,290 1,770

PODER CALORÍFICO 1 caloria Eleva de 1OC 1g de água 1g de água a 14,5 OC 1g de água a 15,5 OC 1000 calorias Eleva de 1OC 1kg de água 1kg de água a 15,5 OC 1kg de água a 14,5 OC Um combustível com 8000 kcal/kg de poder calorífico CALOR de 8000 kcal Eleva de 1OC 8.000 kg de água Eleva de 10OC 800 kg de água Eleva de 100OC 80 kg de água

COMPARAÇÃO DE COMBUSTÍVEIS À primeira vista, a comparação de combustíveis pelo seu poder calorífico seria uma forma real Poder calorífico do óleo = 10.300 kcal/kg Poder calorífico da lenha = 2.500 kcal/kg 1 tonelada de óleo corresponde a 10.300/2.500 = 4,12 toneladas de lenha Considerando 1tonelada de lenha = 2,5 m3 1 tonelada de óleo corresponde a 10,3 m3 de lenha Quando se faz comparações entre combustíveis deve-se levar em consideração vários fatores, que pesam na avaliação. Nem todos os combustíveis dão o mesmo rendimento quando queimam Caldeiras Fornos Lenha 50% 40% Carvão de pedra 60% Óleo combustível 70% Gás combustível

COMPARAÇÃO DE COMBUSTÍVEIS A razão de melhor eficiência em caldeiras do que em fornos resulta mais das condições de queima num e noutro equipamento. Numa comparação de combustíveis deve ser levado em consideração este fator, e efetuando-se testes nos equipamentos. No caso da lenha considerando-se um eficiência de 50%, somente 1.250 kcal das 2.500 kcal serão aproveitadas. Os combustíveis sólidos quando queimam, perdem eficiência. Geralmente estes combustíveis queimam sobre grelhas ou em suspensão na fornalha. Resulta daí: 1. Há sempre excesso ou deficiência de ar, pois é praticamente impossível balancear a quantidade de combustível introduzida na fornalha, mesmo sob a forma de pó, com a quantidade de ar estritamente necessária para a combustão 2. O excesso de ar é quase necessário para que o combustível seja todo queimado , não é fora do normal um excesso de ar de 100% 3. No caso de uso de grelhas, parte do combustível se escapa para o cinzeiro, onde acaba a combustão. Peneirando-se as cinzas de um cinzeiro pode-se avaliar a quantidade de combustível perdido.

COMPARAÇÃO DE COMBUSTÍVEIS 4. É comum, a alimentação manual dos combustíveis sólidos nas fornalhas e, neste caso, cada vez que se abrem as portas para alimentação, uma considerável quantidade de ar frio penetra na câmara de combustão e grande quantidade de calor é perdida por irradiação. 5.Quantidades excessivas de combustível são introduzidas nas fornalhas, formando camadas que impedem a entrada de ar e produzindo combustão incompleta. Assim quando se comparam combustíveis diferentes deve ser levado em consideração a eficiência de combustão 1 m3 de lenha = 400kg a 2.500 kcal/kg com 50% de eficiência 1 tonelada de óleo a 10.300 kcal/kg com 80% de eficiência 1 tonelada de óleo = 10.300x1000x80 = 16,5 m3 de lenha 2.500x400x50

PODER CALORÍFICO PODER CALORÍFICO SUPERIOR kcal/kg COMBUSTÍVEL Lenha (20% umidade) 2.500-3000 Serragem, serragens 2.500 Carvão de pedra(estrangeiro) 7.000-7500 Carvão de pedra(nacional) 5.000-7.000 Carvão vegetal(1a qualdade) 7.500 Coque 6.000 Antracito 8.500 Linhito(8% umidade) 4.500 Turfa 2.500 Casca de semente de algodão 2.800 Casca de semente de amendoin 3.200

PODER CALORÍFICO PODER CALORÍFICO SUPERIOR kcal/kg COMBUSTÍVEL Torta de óleo de algodão 4.500 Torta de óleo de mamona 4.500 Torta de óleo de oiticica 5.000 Bagaço de cana(40% de umidade) 2.300 Resíduos de couro 2.000 Resíduos de borracha 4.000 Alcool etílico 7.200 Hidrogênio 34.500 Metano 12.900 Propano 11.950 Butano 11.800

PODER CALORÍFICO PODER CALORÍFICO SUPERIOR kcal/kg COMBUSTÍVEL Gasolina 11.000 Querosene 10.800 Óleo diesel 10.600 Óleo combustível especial(no4) 10.500 Óleo combustível BPF(fuel oil) 10.300-10.600 Acetileno 9.800 Gás natural 12.800 Gás de água(gasogênio) 3.000 Gás de alto forno 700 Monóxido de carbono(gasogênio) 3.000

COMBUSTÃO C + O2 CO2 + 8.100 kcal/kg C + O2 CO + 2.419 kcal/kg REAÇÃO QUÍMICA ENTRE COMBUSTÍVEL E OXIGENIO C + O2 CO2 + 8.100 kcal/kg DO CARBONO C + O2 CO + 2.419 kcal/kg 2H2 + O2 2H2O + 34.100kcal/kg DO HIDROGÊNIO S + O2 SO2 + 2.210 kcal/kg DO ENXOFRE CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + 13.279 kcal/kg DO METANO COMPOSIÇÃO DO AR ATMOSFÉRICO N2 Em volume Em peso 0,79 litros 0,77 kg 79% N2 / O2= 3,76 N2 / O2= 3,35 O2 0,21 litros 0,23 kg 21%

COMBUSTÃO INDUSTRIAL Podem ocorrer três tipos de combustão: ESTUDO DAS REAÇÕES DE COMBUSTÃO COM O AR ATMOSFÉRICO Podem ocorrer três tipos de combustão: 1 – Combustão com quantidade exata de ar 2 – Combustão com excesso de ar 3 – Combustão com falta de ar COMBUSTÃO COM QUANTIDADE EXATA DE AR Considerando-se o combustível com a seguinte composição: Carbono (C ) 0,83 % ou 0,83 kg Hidrogênio (H ) 0,12% ou 0,12 kg Enxofre (S ) 0,05% ou 0,05 kg 1,00kg

COMBUSTÃO INDUSTRIAL – Combustão do Carbono C + O2 + 3,35N2 CO2 + 3,35N2 + calor 12kg de C + 32kg de O2 44 kg de CO2 x = 0,83x32 = 2,21 kg de O2 12 0,83kg de C + x kg de O2 Quantidade de Nitrogênio = 2,21 kg x 3,35 = 7,41 kg de N2 Quantidade de Ar = 2,21 kg + 7,41 kg de N2 = 9,62 kg – Combustão do Hidrogênio 2H2 + O2 + 3,35N2 2H2O + 3,35N2 + calor 4g de H2 + 32kg de O2 36kg de H2O x = 0,12x32 = 0,96 kg de O2 4 0,12kg de H2 + x kg de O2 Quantidade de Nitrogênio = 0,96 kg x 3,35 = 3,22 kg de N2 Quantidade de Ar = 0,96 kg + 3,22 kg de N2 = 4,18 kg

COMBUSTÃO INDUSTRIAL – Combustão do Enxofre S + O2 + 3,35N2 SO2 + 3,35N2 + calor 32kg de S + 32kg de O2 64 kg de SO2 x = 0,05x32 = 0,05 kg de O2 32 0,05kg de S + x kg de O2 Quantidade de Nitrogênio = 0,05 kg x 3,35 = 0,168 kg de N2 Quantidade de Ar = 0,05 kg + 0,168 kg de N2 = 0,218 kg QUANTIDADE TOTAL DE AR PARA A COMBUSTÃO DE 1 kg DE COMBUSTÍVEL Quantidade de Ar para queima do Carbono = 9,62 kg Quantidade de Ar para queima do Hdrogênio = 4,18 kg Quantidade de Ar para queima do Enxôfre = 0,218 kg 14,918kg Esta condição de combustão é bastante remota de ocorrer na prática, devido à dficuldade de uma boa mistura ar combustível, temos um que ter um excesso de ar

COMBUSTÃO INDUSTRIAL A combustão com quantidade teórica de ar é praticamente impossível N2 N2 N2 N2 SO2 C C N2 H2O CO2 N2 N2 O2 O2 Sequência da reação N2 Dificuldade ainda maior de contato entre os reagentes NA PRATICA A COMBUSTÃO SÓ SERÁ POSSÍVEL COM UMA PORCENTAGEM DE EXCESSO DE AR PARA DETERMINADA QUANTIDADE DE COMBUSTÍVEL

COMBUSTÃO INDUSTRIAL COMBUSTÍVEL TIPO DE FORNALHA /QUEIMADOR EXCESSO DE AR CARVÃO BRITADO GRELHAS ROTATIVAS/AR FORÇADO 1,15 – 1,5 GRELHAS PLANAS/AR NATURAL 1,5 – 1,65 CARVÃO MOÍDO CICLONE 1,10 – 1,15 CARVÃO PULVERIZADO INTEGRALMENTE IRRADIADA 1,15 – 1,20 ÓLEO COMBUSTÍVEL QUEIMADOR DE BAIXA PRESSÃO 1,3 – 1,4 QUEIMADOR DE PULVERIZAÇÃO MECÂNICA 1,20 – 1,25 QUEIMADOR DE PULVERIZAÇÃO MECÂNICA C/ VAPOR AUXILIAR 1,05 – 1,15 LENHA GRELA PLANA, AR NATURAL 1,40 – 1,50 GRELA PLANA, AR FORÇADO 1,30 – 1,35 GRELA INCLINADA BAGAÇO DE CANA FORNALHA CELULAR 1,25 – 1,30 LICOR PRETO FORNALHA DE RECUPERAÇÃO 1,05 – 1,07

COMBUSTÃO INDUSTRIAL ANÁLISE DOS GASES DE EXAUSTÃO TEOR DE CO2 O mais alto possível até 16%(teórico 21%) TEOR DE O2 De acordo com o combustível e fornalha/equipamento TEOR DE CO 0% (indica combustão incompleta 70% perdas COM INSTRUMENTOS ANALISADORES DE GASES (ORSAT , FYRITE OU ELETRÔNICO)

COMBUSTÃO INDUSTRIAL ANALISADORES ANALISADORES DE GASES DA COMBUSTÃO Os analisadores de gases da combustão ECIL-Eurotron permitem monitorar a eficiência do processo de combustão em caldeiras e fornos, através da análise dos gases emitidos, auxiliando na economia de combustiveis e otimização do processo. Podem trabalhar com até 10 tipos de combustiveis e armazenar 250 análises completas. São alimentados por baterias recarregáveis que lhe conferem 8 horas de autonomia. A impressora portátil agrega ao sistema permite o registro dos resultados. Greenline MK2 Realiza medição direta de 2 a 6 dos seguintes gases: O2, CO, NO, NO2, SO2, CxHy. Adicionalmente mede temperatura do gás na chaminé, temperatura do ar de combustão, pressão, P e velocidade do gás. Alguns parâmetros são calculados pelo sistema dentre eles: CO2, NOx, gases tóxicos referente a 1% de O2, temperatura diferncial, eficiencia, perda e excesso de ar. Tem como opção o equipamento que pode medir o índece de fumaça. Possui uma excelente seção interna de tratamento da amostra, trabalha em pontos com depressão de até 2000 mmH2O, possui comunicação serial RS232, software gráfico e texto em três idiomas. Unigas 2000 e 3000 Equipamentos portateis com as mesmas funções que o greenline porem com limitações em medição na variação de gases. O unigas 2000 somente analisa 2 gases O2 e CO. Unigas 3000 mede 3 tipos diferentes de gases O2, CO, SO2, NOx, NO2, NO.