Poder Calorífico do Combustível (PCI/PCS)

...

Água formada:

nH2O formada ------= nH2livre+ umidade -------= nH2total – 2 * nO2 combustível

nH2O formada ------= 30-2*1,25---------------------= 27,5 mol

mH2Oformada -------=27,5*18------------------------=495 g

Água combinada:

nH2O combinada ----=nH2 combinada -------------=2*nO2 combustível

nH2O combinada-----=2*1,25 -------------------------=2,5 mol

mH2O combinada ----=2,5*18-------------------------=45g

Água total

mH2O fumos ----------=nH2O*18+umidade

mH2O fumos ----------=30*18+54 --------------------=594g

Massa dióxido de enxofre

M CO2 ------------------=n CO2 fumos * massa molar CO2 = 57*44= 2508g

Massa de água do combustível

mH2O combustível --=mH2O combinada + m umidade = 45+54 = 99g

Poder calorífico de um combustível:

Poder Calorífico Superior (PCS):

PCS – PCI = q H2O → PCS - PCI = m H2O fumos X L(18*C)

EXEMPLOS DE CÁLCULO:

- Estimar o PCS e o PCI de uma mistura gasosa de composição molar acetileno (C2H2 ) 30%; metano (CH4 ) 70%, sendo dados: Calor de combustão para água resultante no estado líquido: acetileno 310 kcal/mol, metano 213 kcal/mol. Calor de condensação da água: 586 kcal/kg.

Calculo do PSC

Base do calculo: 1m³ mistura CNTP(=1000L)

Como % volumétrica = %Molar, C2H2 -300 L E CH4 -700 L

VOLUME MOLAR NORMAL = 22,4L

nC2H2= 300/22,4 = 13,39 mol ------------ nCH4= 700/22,4 = 31,25 mol

O calor liberado pela combustão de cada fração e obtido pelo produto do calor de combustão (em kcal/mol) pelo respectivo número de mols:

QC2H2 = 310 * 13,39 = 4151 kcal

QCH4 = 213 * 31,25 = 6656 kcal

Q TOTAL = 4151 + 6656 = 10807 kcal

PSC = 10807 kcal

Cálculo do PCI:

Para o cálculo do PCI, devemos subtrair do valor do PCS, a quantidade de calor relativa a condensação da água nos fumos:

q H2O = m H2O fumos * L

Cálculo da massa de água

C2H2 + (2,5)*O2 → 2*CO2 + H2O

1 mol 1 mol (I)

13,39 mol 13,39 mol

CH4 + 2*(O2) → CO2 + 2 H2O

1 mol 2 mol (II)

31,25 mol 62,5 mol

A quantidade de matéria total de água nos fumos, e a soma das quantidades de matéria de água formadas nas reações I e II.

n H2O = 13,39 + 62,5 = 75,89 mol

m H2O = 75,89 * 18 = 1.366 g = 1,366 kg

q H20 = 1,366 * 586 = 800 kcal

PCI = 10.807 - 800 = 10.007 kcal/m3