Análisis 142: Formación de carbono puro en forma de hollín en combustión adiabática

Se analiza la combustión adiabática de una mezcla de hidrocarburos. La combustión es incompleta (con exceso de aire superior al estequiométrico), siendo la relación molar CO₂/CO=3.360, además se sabe que en el CH₄ no se quema completamente, sino que 9000 ppm de este hidrocarburo se convierte en hollín de carbono puro.

El combustible es el siguiente (fracción molar):

CH₄ --> 40 %

C₂H₂ --> 30 %

C₂H₆ --> 25 %

N₂ --> 5 %

Analizar las variables más importantes del proceso de combustión.

Marcamos el proceso como adiabático, y habiendo fijado las temperaturas de los reactivos y productos de combustión, entonces la variables a obtener es el coeficiente de exceso de aire, empleando el balance energético en la cámara de combustión, mediante un proceso iterativo.

La combustión incompleta ocurre cuando no hay suficiente oxígeno para oxidar por completo todos los átomos de carbono, lo que da como resultado que el principal producto sea el monóxido de carbono. Si hay falta de oxígeno, se produce carbono puro en forma de hollín. Este tipo de combustión es menos eficiente que la combustión completa y libera menos energía.