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El gas combustible es uno de varios combustibles que en condiciones normales son gaseosos . La mayoría de los gases combustibles están compuestos de hidrocarburos (como metano y propano ), hidrógeno , monóxido de carbono o mezclas de los mismos. Estos gases son fuentes de energía que pueden transmitirse y distribuirse fácilmente a través de tuberías.
El gas combustible se contrasta con los combustibles líquidos y los combustibles sólidos , aunque algunos gases combustibles se licuan para su almacenamiento o transporte (por ejemplo, el autogás y el gas licuado de petróleo ). Si bien su naturaleza gaseosa tiene ventajas, evitando la dificultad de transportar combustible sólido y los peligros de derrame inherentes a los combustibles líquidos, también tiene limitaciones. Es posible que un gas combustible pase desapercibido y provoque una explosión de gas . Por esta razón, se añaden odorizantes a la mayoría de los gases combustibles. El tipo de gas combustible más común en uso actual es el gas natural .
Hay dos clases amplias de gases combustibles, basadas no en su composición química, sino en su fuente y la forma en que se producen: los que se encuentran naturalmente y los que se fabrican a partir de otros materiales.
Los gases combustibles manufacturados son aquellos producidos por transformaciones químicas de sólidos, líquidos u otros gases. Cuando se obtiene a partir de sólidos, la conversión se denomina gasificación y la instalación se conoce como planta de gas .
Los gases combustibles manufacturados incluyen: [1] [2]
El gas de hulla obtenido por pirólisis del carbón contiene impurezas como alquitrán, amoníaco y sulfuro de hidrógeno . Estos deben eliminarse y es posible que se requiera una cantidad sustancial de planta para hacerlo. [3]
En el siglo XX, el gas natural , compuesto principalmente de metano , se convirtió en la fuente dominante de gas combustible, ya que en lugar de tener que fabricarse mediante diversos procesos, podía extraerse de depósitos en la tierra. El gas natural se puede combinar con hidrógeno para formar una mezcla conocida como HCNG .
Gases combustibles adicionales obtenidos del gas natural o del petróleo :
La composición del gas natural varía mucho, pero la tabla muestra una composición típica. [4]
El gas natural se produce con agua y gas condensado. Estos líquidos deben eliminarse antes de que el gas pueda utilizarse como combustible. Incluso después del tratamiento, el gas estará saturado y propenso a condensarse en forma líquida en las tuberías. Esto se puede reducir sobrecalentando el gas combustible. [5]
Además de la composición química, es posible que el gas combustible deba cumplir con parámetros como poder calorífico , índice de Wobbe, punto de rocío, etc. La siguiente especificación es para el Sistema de Transmisión Nacional Británico. [6]
Factor de combustión incompleta (ICF): índice empírico que relaciona la composición de un gas con su tendencia a quemarse de forma incompleta en un aparato de gas. [7] Dutton definió el ICF como: ICF = 0,64 × (W − 50,73 + 0,03 × PN) donde W es el índice de Wobbe, MJ/m 3 ; PN es el porcentaje volumétrico de C 3 H 8 más N 2 en una mezcla de tres componentes. [8]
Índice de hollín (SI): índice empírico que relaciona la composición de un gas con su tendencia a producir hollín durante la combustión en un aparato de gas. [7]
El poder calorífico del gas manufacturado es de alrededor de 500 Btu por pie cúbico (18.629 kJ/m 3 ). Mientras que el poder calorífico del gas natural es el doble, alrededor de 1.000 Btu por pie cúbico (37.259 kJ/m 3 ). [3] Para una determinada cantidad de calor sólo se requiere la mitad del volumen de gas natural.
Uno de los primeros usos fue el alumbrado con gas , que permitió la adopción generalizada de farolas y la iluminación de edificios en las ciudades. El gas combustible también se utilizaba en los quemadores de gas , en particular el mechero Bunsen utilizado en los laboratorios. También se pueden utilizar calentadores de gas , estufas de camping e incluso para alimentar vehículos, ya que tienen un alto poder calorífico.
El gas combustible es ampliamente utilizado por usuarios industriales, comerciales y domésticos. La industria utiliza gas combustible para calentar hornos, hornos, calderas y hornos y para calentar y secar espacios. La industria eléctrica utiliza gas combustible para impulsar turbinas de gas para generar electricidad. Las especificaciones del gas combustible para turbinas de gas pueden ser bastante estrictas. [5] El gas combustible también puede utilizarse como materia prima para procesos químicos.
El gas combustible en el sector comercial se utiliza para calentar, cocinar, hornear y secar, y en el sector doméstico para calentar y cocinar.
Actualmente, los gases combustibles, especialmente el gas de síntesis, se utilizan en gran medida para la producción de amoníaco para fertilizantes y para la preparación de muchos detergentes y productos químicos especiales. [1]
En una planta industrial, se puede utilizar gas combustible para purgar tuberías y recipientes para evitar la entrada de aire. Cualquier excedente de gas combustible que se necesite puede eliminarse quemándolo en el sistema de quema de gas de la planta .
Para los usuarios que queman gas directamente, el gas combustible se suministra a una presión de aproximadamente 15 psi (1 barg). Las turbinas de gas necesitan una presión de suministro de 250 a 350 psi (17 a 24 barg).