7/25/2019 Prctica de Orsat

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Analisis de gases de combustion segun

metodo de ORSAT

Laboratorio de Energa 1 - Combustion

1. El analizador Orsat

El equipo analizador llamado Orsat, permite individualizar y cuantificar los gasesacidos (anhdrido carbonico, anhdrido sulfuroso y otros gases acidos eventualmentepresentes, en su conjunto), el oxgeno y el monoxido de carbono en una muestragaseosa.

Se emplea con frecuencia en el estudio de gases de combusti on, provenientes dehornos, motores de combustion, etc.

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Consiste sumariamente en una bureta graduada conectada en su parte superiora un manifold constituido por tubos de pequeno diametro con 4 o 5 llaves de paso.Una de las llaves se encuentra en el extremo opuesto al de la bureta y a traves de ellase accede a la muestra gaseosa por una va y a la atmosfera por otra, esto permiteefectuar el purgado del equipo con el gas a ensayar, las otras llaves comunican cadauna con una pipeta de absorcion.

Por su parte inferior la bureta comunica con un frasco de nivel que contiene ellquido que permitira confinar el gas y efectuar los desplazamientos necesarios dentrodel equipo. La bureta esta sumergida en una camisa de agua.

La bureta tiene una capacidad de 100 ml, con graduaciones, a partir de 0 ubicadoen la parte inferior de esta, que marcan milmetros con una precision de 0.2 ml.

Los gases a ensayar se toman segun criterios establecidos tendientes a obteneruna muestra representativa, teniendo en cuenta la variacion de velocidad y compo-sicion de los mismos en funcion particularmente de la temperatura. Se debe evitarcontaminacion con aire.

Las pipetas de absorcion contienen por su orden de relacion con su proximidad

a la bureta de absorcion, los siguientes reactivos:

1- Solucion alcalina de hidroxido de potasio, KOH, en agua en una proporcion de33 % en peso. Esta solucion retiene en su totalidad los gases acidos, formandolas sales de potasio correspondientes.

2- Solucion alcalina de pirogalol en hidroxido de potasio al 50 % en peso. Esta so-lucion retiene cuantitativamente el oxgeno. Se produce una compleja reaccionde oxidacion.

3- Solucion de cloruro cuproso (Cu2Cl2) en acido clorhdrico (HCl) concentrado.

Esta solucion retiene el monoxido de carbono, con el cual da un compuesto deadicion estableciendose el siguiente equilibrio:

CuCl2+ 2CO= CuCl2, 2CO

Cuando esta solucion se desgasta el compuesto de la derecha libera CO en lu-gar de absorberlo. Por esta razon suelen usarse 2 pipetas de absorcion con clorurocuproso.

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Como lquido de confinamiento se emplea una solucion saturada de sulfato desodio acidulada y coloreada mediante un indicador. Por que se satura el lquido deconfinamiento?

Ensayo:

Previo a la realizacion del ensayo es necesario comprobar la estanqueidad delequipo, es decir asegurarse que no haya fugas de gas, para lo cual los tubos degoma que permiten efectuar las conexiones al manifold deben estar perfectamente

ajustadas y las llaves de paso lubricadas adecuadamente con una grasa insoluble enagua. La prueba se realiza confinando aire dentro del aparato, se llevan las llaves aposicion de cierre y se mantiene presurizado el gas elevando el frasco de nivel a unaposicion determinada. Obviamente el lquido sube en la bureta hasta cierto nivel enel cual debe mantenerse por un lapso no menor de media hora para poder considerarque efectivamente es estanco.

Toma de muestra:

Los gases de combustion se encuentran a temperaturas alejadas de la ambiente,

a la cual se realiza el ensayo, por lo tanto deben ser enfriados antes de acceder alanalizador.

Manteniendo cerradas las llaves que acceden a las pipetas de absorci on, se eliminael aire del aparato a traves de la llave ya descrita, elevando el frasco de nivel de modoque el lquido en la bureta llegue al tope.

Se pone en comunicacion la va de acceso de muestra, descendiendo el frasco denivel, se provoca la depresion necesaria para que el gas pase a la bureta y luego seelimina de manera indicada. Esta operacion, purgado, se repite varias veces hasta

que se realiza la toma de gas, cerrando la llave de paso una vez que el lquido de labureta se encuentra por debajo de la graduacion 0 de la misma. Se trabaja con 100ml de gas a presion atmosferica (esto permite obtener directamente porcentajes enmoles o volumenes). (Como se realiza esta operacion?)

Una vez obtenida la muestra se espera unos segundos para dejar escurrir el lquidoen la bureta y permitir que el gas estabilice su temperatura. Esta debe permanecerconstante durante todo el ensayo. (Por que?)

La muestra se transfiere cuantitativamente a la primer pipeta de absorcion y se

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deja el gas en contacto por lo menos durante un minuto, se vuelve la muestra a labureta y se lee el volumen actual a presi on atmosferica, la disminucion del mismoindicara el porcentaje de CO2. Es necesario repetir la operacion en la misma pipetade absorcion hasta obtener lectura constante del volumen de gas remanente. Conlas otras pipetas se realiza la misma operacion, absorbiendose el oxgeno y luego elmonoxido de carbono. De este modo por diferencias de volumenes se obtienen losporcentajes de oxgeno y de monoxido de carbono.

El nitrogeno se obtiene por diferencia.

Explique por que se absorben los gases en un orden preferencial.

Al llevar el gas a la temperatura de trabajo el vapor de agua condensa hasta quesu presion parcial alcanza el valor correspondiente a la temperatura ambiente y ala presion atmosferica. Al disminuir el volumen luego de cada absorcion la presionparcial de vapor de agua permanece constante, por lo tanto la cantidad de vaporhabra disminuido el mismo valor porcentual que el volumen total. (Por que?).

Por esta razon se esta en condiciones de expresar que los resultados se obtienensobre base seca.

Cabe destacar que los productos empleados como reactivos se agotan al cabo deun determinado numero de ensayos y no se espera al desgaste total para cambiarlos.La norma aconseja que se considere agotado un reactivo cuando al cabo de 5 pasajesde la muestra en la pipeta que lo contiene, no se logra constancia en el volumen degas remanente.

Ing. Estela La Manna

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2. Gua para la practica

Las mediciones de humos se realizaran en una estufa domestica a lena de altorendimiento. La misma es de llama invertida, con toma de aire desde el exterior dela vivienda, con aire primario y secundario (ver esquema adjunto)

Como se ve en el esquema, la estufa esta dividida en dos camaras. Por la primercamara (a la derecha) se realiza la alimentacion de lena y es donde se va a mantenerel combustible solido. Al encontrarse la chimenea en la segunda camara, la llama ylos gases evolucionan de una hacia la otra. Por lo tanto se dice que la estufa es dellama invertida ya que efectivamente la llama desciende desde el combustible.

El ingreso de aire se divide para las dos camaras, siendo aire primario el que

ingresa a la camara donde se encuentra el combustible y aire secundario el queingresa para reaccionar con los gases.

En la practica se realizara un toma de humos en la chimenea y se analizara conel analizador Orsat segun se describio la metodologa anteriormente. A modo decomparacion, los humos se analizaran con un equipo TESTO 350.

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Con la finalidad de comparar diferentes puntos de funcionamiento de la estufa,se realizara otro analisis de humos, con el equipo TESTO, variando la entrada deaire.

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3. Informe

Para la realizacion del informe de la practica se debe incluir:

Objetivos de la Practica.

Marco teorico (resumido).

Composicion de humos obtenidos con el analizador Orsat.

Comparar los resultados con los datos obtenidos con el analizador TESTO.

Considerando que la composicion de la lena es: C=49,0 %; H=5,9 %; O=44,0 %;N=0,3 %; Ash=0,8 %

Resolver la estequiometra de la combustion y determinar el exceso de la mis-ma.

Comparar los puntos de operacion (con datos del analizador TESTO). Realizarcomentarios sobre el exceso y composicion de humos.

Dibujar el triangulo de Ostwald Bunte y ubicar todos los puntos de funciona-miento.

Conclusiones.

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