# Análisis 135: Oxi-combustión con productos en base seca con H₂(g) en horno industrial

{% hint style="info" %}
Un hidrocarburo (composición molar) en estado gaseosos entra a un horno industrial a 25ºC y 101.325 kPa:

CH<sub>4</sub> --> 66 %&#x20;

C<sub>2</sub>H<sub>6</sub> --> 21 %&#x20;

C<sub>3</sub>H<sub>8</sub> --> 9 %&#x20;

n-C<sub>4</sub>H<sub>10</sub> --> 4 % &#x20;

El oxidante es oxígeno puro que entra al quemador a 25 ºC y 101.325 kPa. La composición molar de los productos de combustión en base seca es:&#x20;

&#x20;CO<sub>2</sub> --> 22 %&#x20;

&#x20;CO --> 7 %

&#x20; H<sub>2</sub>  --> 6 %

Los gases de la combustión salen a 1113 ºC. Determinar:

a) Obtener los productos de la combustión en base húmeda y seca.&#x20;

b) Coeficiente de exceso de aire.&#x20;

c) Poderes caloríficos del combustible.

d) Temperatura adiabática de la llama.&#x20;

e) Calor intercambiado.&#x20;

f) Eficiencias de la combustión.&#x20;
{% endhint %}

<figure><img src="https://2560597899-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FLkHubMayHg3IFaHzzF7c%2Fuploads%2FcJSbILYmjtYf7YIj5ETh%2FOxicombustion.PNG?alt=media&#x26;token=98a04c48-5ef2-4e01-9687-e2fd0852b633" alt=""><figcaption><p>Comparación de emisiones de gases (extraída de <a href="http://combustech.net/burner2">http://combustech.net/burner2</a>)</p></figcaption></figure>

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 CO<sub>2</sub> y su potencial para emisiones cero de NO<sub>x</sub> y reducidas de CO e hidrocarburos inquemados (HC).&#x20;

<figure><img src="https://2560597899-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FLkHubMayHg3IFaHzzF7c%2Fuploads%2Fe28xRaIbZUDJkXcs14Kk%2FP135-1.PNG?alt=media&#x26;token=951ee0e6-8437-4241-952e-a28795894a81" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

<figure><img src="https://2560597899-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FLkHubMayHg3IFaHzzF7c%2Fuploads%2FPiPYSLTCdX6FD1vyjh7H%2FP135-2.PNG?alt=media&#x26;token=68de04b7-4910-4930-8a66-c90a40991172" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

<figure><img src="https://2560597899-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FLkHubMayHg3IFaHzzF7c%2Fuploads%2F1va6iO6lF23rM2WTIMy6%2FP135-3.PNG?alt=media&#x26;token=7dde3680-4621-4784-a9b8-3b088e964e3b" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

<figure><img src="https://2560597899-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FLkHubMayHg3IFaHzzF7c%2Fuploads%2FaJHM2I7AVB7zgW1sNajQ%2FP135-4.PNG?alt=media&#x26;token=935e394c-34c1-4f02-8cde-186bd3d2a0c3" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

<figure><img src="https://2560597899-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FLkHubMayHg3IFaHzzF7c%2Fuploads%2FyorQda8cPaAQPi31Gcmo%2FP135-5.PNG?alt=media&#x26;token=2ab59d64-5267-4b48-8466-9321cb7ffb87" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

<figure><img src="https://2560597899-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FLkHubMayHg3IFaHzzF7c%2Fuploads%2FVVtXvhLeHlQvGrMGdsgJ%2FP135-6.PNG?alt=media&#x26;token=d15221d8-2aaa-48d8-8956-5482bc7bc94d" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

El enriquecimiento con oxígeno utiliza menos oxidante, produce una llama adiabática teórica más alta y un menor volumen de gas producto por mol de combustible en comparación con el aire en relaciones de equivalencia iguales. Con la aparición en los últimos años de tecnologías mejoradas de separación del aire, se han producido aplicaciones de oxígeno y combustión enriquecida con oxígeno en quemadores industriales, hornos y ciertas operaciones de alta temperatura, incluyendo sopletes de corte. Sin embargo, se debe tener mucho cuidado para garantizar que se realicen más que simplemente aplicar balances de energía al intentar realizar cualquier trabajo de diseño de enriquecimiento con oxígeno. Entre algunos de los problemas más notables del impacto del enriquecimiento con oxígeno en motores de combustible se encuentran los límites de inflamabilidad, la velocidad de la llama, la combustión incompleta, las emisiones y los materiales que pueden funcionar en entornos con alta concentración de oxígeno y alta temperatura. Además, también deben abordarse cuestiones económicas como el costo de la generación de oxígeno y los costos de los elementos relacionados con la seguridad del proceso de combustión.

<figure><img src="https://2560597899-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FLkHubMayHg3IFaHzzF7c%2Fuploads%2FaABiGB6CN66m9WZONCq8%2FP135-7.PNG?alt=media&#x26;token=25b76680-c90f-4398-ba1c-9abfe65eb766" alt=""><figcaption></figcaption></figure>

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 NO<sub>x</sub> generando así una cadena de gases ricos en CO<sub>2</sub>, que pueden ser extraídos más tarde mediante diferentes técnicas de captura.
