CARACTERIZAÇÃO DOS GASES COMBUSTÍVEIS

Captulo 2

Caracterizao dos gases Combustveis

1 Caracterizao dos gases combustveis ............................................................ 17

2 Principais caractersticas dos gases................................................................... 18

2.1 Gases da 1 famlia gs de cidade .......................................................... 18

2.2 Gases da 2 famlia gs natural .............................................................. 19

2.3 Gases da 3 famlia GPL ........................................................................ 20

3 Combusto dos gases ........................................................................................ 21

Redes de Gs

Lus Mesquita Pg. 17 2005

1 Caracterizao dos gases combustveis

O Decreto-lei n 521/99de 10 de Dezembro estabelece como gases combustveis,

gases que, quando misturados na proporo conveniente com o ar, proporcionam

combustes, possveis de serem utilizados em redes de distribuio de gs canalizado, os

produtos gasosos ou liquefeitos obtidos a partir da refinao do petrleo, os produtos

obtidos por tratamento de hidrocarbonetos naturais e os efluentes da industria

petroqumica, do tratamento de carves, os gases de substituio e os resultantes da

biomassa.

A definio dos parmetros caracterizadores dos gases combustveis foi fixada pela

Portaria n 867/89 de 7 de Outubro, onde constam os seguintes:

Famlia Composio qumica mdia Poder calorfico superior e inferior Densidade em relao ao ar Grau de humidade Presena de condensados ndice de Wobbe (

dPCIw = )

Os gases combustveis podem ser classificados em trs Famlias, de acordo com o

valor do ndice de Wobbe. O ndice de Wobbe definido pelo quociente entre o poder

calorfico e a raiz quadrada da sua densidade. Pode ser obtido com base no poder

calorfico superior ou inferior.

1 Famlia gases manufacturados 33 8.244.22 mMJIwmMJ (grupo A) 2 Famlia gases naturais 33 7.541.39 mMJIwmMJ (grupo H, L e E)

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3 Famlia gases de petrleo liquefeito (GPL) 33 3.879.72 mMJIwmMJ (grupo B/P)

2 Principais caractersticas dos gases.

2.1 Gases da 1 famlia gs de cidade

Um exemplo dos gases da 1 Famlia o gs de cidade, fabricado a partir dos

hidrocarbonetos e efluentes das petroqumicas, cuja distribuio se encontrava restringida

regio de Lisboa. As principais propriedades so:

Composio: Elemento % volume

CO2 17,0 %

H2 55,0 %

Ar 0,3 %

O2 1,50 %

N2 32 %

CO 3,3 %

Mais leve que o ar - 58.0=d . Limite de inflamabilidade entre 6% e 36%. Poder calorfico: (1kJ = 0.145kcal)

PCS 17.6 MJ/m3 4200 Kcal/m3

PCI 15.7 MJ/m3 3740 Kcal/m3

ndice de Wobbe: Superior 24.87 MJ/m3 5940 Kcal/m3

Inferior 22.60 MJ/m3 5400 Kcal/m3

Presso mnima de utilizao 8 mbar. Apresenta-se na fase gasosa.

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Odorizado artificialmente atravs de aditivos. No proibida a sua utilizao em locais de nvel inferior ao solo.

2.2 Gases da 2 famlia gs natural

O gs natural um hidrocarboneto natural pelo que faz parte da 2 famlia. A

composio qumica difere, de forma ligeira, consoante a sua origem, mas o ndice de

Wobbe mantm-se praticamente constante.

Composio qumica:

Metano CH4 83,7 %

Etano C2H6 7,6 %

Azoto N2 5,4 %

Propano C3H8 1,9 %

Butano C4H10 0,7 %

Pentano C5H12 0,2 %

Constitudo essencialmente por Metano. Mais leve que o ar - 65.0=d . Limite de inflamabilidade entre 5% e 14%. Poder calorfico:

PCS 42,0 MJ/m3 10032 Kcal/m3

PCI 37,9 MJ/m3 9054 Kcal/m3

ndice de Wobbe: Superior 52,1 MJ/m3 12442 Kcal/m3

Inferior 46,9 MJ/m3 11200 Kcal/m3

Presso nominal de utilizao 20 mbar. Utilizao e transporte por gasodutos na fase gasosa. Transporte martimo em metaneiros na fase lquida por arrefecimento a -160

C, conduzindo a uma reduo volumtrica de 600 vezes.

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Odorizado artificialmente atravs de aditivos para deteco em caso de fuga.

Pode se utilizado em locais de nvel inferior ao solo (caves).

2.3 Gases da 3 famlia GPL

Os GPL fazem parte da 3 famlia. Estes gases no se encontram na forma pura mas

compem misturas comerciais. obtido em Portugal atravs da destilao do petrleo

nas refinarias. O seu armazenamento e transporte so feitos na fase lquida (existindo

uma fase gasosa no depsito) mas a sua utilizao feita na fase gasosa. Os gases mais

correntes e disponveis para distribuio so o Propano e o Butano. A reduo

volumtrica obtida para o transporte e armazenamento de 275 vezes para o propano e

de 235 vezes no butano.

Gs propano:

Frmula qumica: C3H8 Mais denso que o ar - d=1,55. Poder calorfico:

PCS 11900 Kcal/m3

PCI 11800 Kcal/m3



Presso nominal de utilizao 37 mbar. Temperatura de ebulio presso atmosfrica: -45C. Presso de vapor temperatura de 15C: 8 bar. Limite de inflamabilidade entre 2,4% e 9,5%.

Gs butano:

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Frmula qumica: C4H10 Mais denso que o ar - d=2,01. Poder calorfico:

PCS 11000 Kcal/m3

PCI 10800 Kcal/m3



Presso nominal de utilizao 30 mbar. Temperatura de ebulio presso atmosfrica: 0C. Presso de vapor temperatura de 15C: 1,8 bar. Limite de inflamabilidade entre 1,9% e 8,5%.

3 Combusto dos gases

Uma das variveis que define a combusto dos gases o seu limite de

inflamabilidade, cujos valores j foram apresentados para cada um deles. Estes definem

os limites para as misturas de gs + ar.

Para que os produtos resultantes da combusto no sejam txicos para o Homem,

necessrio garantir que a queima se d com o oxignio suficiente para o gs presente.

Tomando como exemplo o gs propano, podem ocorrer trs reaces distintas:

1- Combusto com excesso de oxignio

C3H8 + O2 H2O + CO2 + Q Do excesso de comburente resulta uma diminuio do rendimento da combusto.

2- Combusto higinica (estequiomtrica)

C3H8 + 5O2 4H2O + 3CO2 + Q

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3- Combusto com falta de oxignio

C3H8 + 4O2 4H2O + CO2 + 2CO + Q A insuficincia de oxignio na queima origina o aparecimento de monxido de

carbono, o que obriga instalao dos aparelhos de queima em locais bem ventilados e

com a exausto adequada.

Figura 1 - A influncia do CO no corpo humano

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