Analise de Produtos de Combustão

INTRODUÇÃO

         A Combustão é a reação química exotérmica entre um combustível (gás, óleo e etc.) e um comburente, geralmente o oxigênio, para liberar calor e luz. Durante a reação da combustão são formados diversos produtos resultantes da combinação dos átomos dos reagentes, dependendo do combustível utilizado são formados centenas de compostos.        

         Os principais elementos químicos que constituem um combustível são Carbono, Hidrogênio e em alguns casos, Enxofre. Estes elementos reagem com oxigênio, e na sua forma pura apresentam a liberação de calor. Essa liberação pode ser duas formas:

• Combustão Completa: A combustão completa é a que possui quantidade de oxigênio suficiente para consumir o combustível. Ela apresenta como produtos o CO2 (Dióxido de Carbono) e a H2O (Água) e energia, ela apresenta maior liberação de calor.
• Combustão Incompleta: Na combustão incompleta não existe quantidade suficiente de oxigênio para consumir completamente o combustível apresenta maior liberação de CO2, H2O, intermediários (CO, etc.) e energia, que apresenta menor liberação de calor
• Também tem a Combustão espontânea: é aquela que ocorre sem a existência de uma fonte inflamável externa. Isso acontece com alguns materiais capazes de acumular muito calor em seu interior, aumentando a velocidade das reações químicas. Essa condição aumenta a temperatura do material até que aconteça a combustão.

O sistema Responsável por dispersar os gases da combustão e o sistema de exaustão, e falaremos da análise desses gases a seguir:

Existem vários tipos de analisadores de gases industriais entre eles estão: Analisadores de gases industriais portáteis, fixos, infravermelho, paramagnéticos, Laser, Insitu, Extrativo e para combustão.

O de combustão é um aparelho que trabalha realizando a análise, detecção e medição de gases industriais. Usualmente, esse equipamento trabalha de duas formas: Armazenando as informações monitoradas para depois serem estudadas ou então, já têm ou estão conectados a uma impressora, que podem gerar informações impressas para análise.

O analisador de combustão pode vir em duas versões, sendo uma medição:

• Insitu, isto é, quando o equipamento é instalado na empresa e permite o acompanhamento permanente do desempenho do processo de combustão. Esse equipamento tem um design próprio para ambientes mais severos.
• É o portátil. Neste caso, suas aplicações são inúmeras, até mesmo para uma análise em ambiente doméstico.

Ambas as versões do analisador de combustão podem oferecer outros tipos de controle além do monitoramento dos gases, como variação de temperatura e pressão dos fluidos.

Esses analisadores fazem uma análise química, que é de extrema importância para informar o comportamento real do processo de queima, e nos permite uma avaliação das etapas da combustão. Com um funcionamento correto deste equipamento e possível controlar a qualidade desses gases e fazer ajustes, para aumentar a vida útil dos equipamentos e tornar o processo mais rápido, economizando energia.

        Um dos mais simples instrumentos para análise de gases de combustão  e o Analisador ORSAT, Esse analisador  dá resultados em “base seca”, isto é, fumos isentos de vapor de água, isso ocorre porque a análise é realizada em temperatura constante, a pressão de vapor d’água tem um valor fixo durante toda a análise, e consequentemente a fração molar do vapor de água na mistura permanecerá constante.

        No experimento feito em laboratório foi utilizado o analisador de gases portátil LANCOM III do fabricante LAND, que voltaremos a falar das características desse analisador ao longo deste relatório, foi feita a análise dos gases do motor a Diesel YANMAR NSB 75R, alternativo, 4 tempos, 1 cilindro, refrigerado a agua, com diâmetro de cilindro de 8,0 cm, curso de pistão 8,5 cm , com rotação de 1800 a 2400 rpm e potência de 5,5 a 7,5 CV e uma taxa de compressão de 21: 1

Figura 1: Componentes do motor YANMAR NSB 75R

[pic 1]

O motor  YANMAR citado e um motor estacionário, que  é um tipo de motor de combustão interna cujo conjunto não se auto desloca, mas tem sua rotação constante e é empregada na movimentação de eixos e máquinas. Normalmente não se usa para mover veículos, mas sim para mover máquinas fixas como gerador, estação de bombeamento, bombas ou ferramentas de trabalho. Podem ser com ciclo diesel, ciclo de otto, motor dois tempos ou motor a vapor. Também pode ser utilizado em veículos com propósitos independentes como bombear água ou mover basculantes.

Para o controle de emissão desses gases no Brasil existe o Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA é o órgão consultivo e deliberativo do Sistema Nacional do Meio Ambiente. Um padrão de qualidade do ar define legalmente um limite máximo para a concentração de um componente atmosférico que garanta a proteção da saúde e do bem-estar das pessoas. Os padrões de qualidade do ar são baseados em estudos científicos dos efeitos produzidos por poluentes específicos e são fixados em níveis que possam propiciar uma margem de segurança adequada.

O nível de poluição do ar é medido pela quantificação das substâncias poluentes presentes neste ar. Considera-se poluente qualquer substância presente no ar e que pela sua concentração, possa torná-lo impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde, inconveniente ao bem-estar público, danoso aos materiais, à fauna e à flora ou prejudicial à segurança.

           Os gases emitidos pelo escapamento dos motores geradores a Diesel contem poluentes que são extremamente nocivos ao meio ambiente, contribuindo inclusive para os aumentos dos gases do efeito estufa. As substancias são essencialmente:

• NO2 dióxido de nitrogênio
• CO monóxido de carbono
• SO2 dióxido de enxofre (emissões gasosas acidas)
• CO2 dióxido de carbono (gás carbônico)
• HC hidrocarbonetos
• Partículas incombustíveis e pós.

   Emissão de um motor diesel novo[pic 2]

Com relação aos motores geradores, e motores estacionários a adoção de tecnologias de controle de emissões ainda não é uma realidade, pois não tem regulamentação ambiental especifica que induza os fabricantes aprimorarem seus produtos buscando o atendimento de padrões de emissão rigorosos, como os motores de aplicação veicular.

No experimento as medidas utilizadas foi o PPM, que é partes por milhão, que que significa partes por milhão de peso que difere do ppmv que significa partes por milhão de volume.