Módulo 3 Combustão 1

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QUÍMICA TECNOLÓGICAQ T
MODESTO HURTADO FERRER, PROF. DR.
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA – UFSC
CENTRO DE ENGENHARIAS DA MOBILIDADE - CEM
2013/2
SUMÁRIO
MÓDULO: 3
Processos de Combustão.
Definições fundamentais.
Combustão completa e incompleta.
Ponto de Fulgor, Ponto de Combustão e Ponto 
de Ignição.
Combustão espontânea.Combustão espontânea.
Produtos da combustão.
Combustão e chama.
Composição dos combustíveis.
Poder Calorífico.
Relação Ar/Combustível.
Volume dos gases de combustão.
Análise dos gases de combustão.
Controle da combustão e emissão de poluentes.
BROWN, T. L.; LEMAY, H. E.; BRUSTEN, B. E. Química: a Ciência 
Central. 9ª Edição. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.
KOTZ, J.C.; TREICHEL, P.M.; WEAVER, G.C. Química Geral e 
Reações Químicas. Cengage Learning: São Paulo, 2010.
BIBLIOGRAFÍA
BROWN, L. S; HOLME, T. A. Química Geral Aplicada à Engenharia. 
Cengage Learning: São Paulo, 2006.
RUSSEL, J. B. Química Geral. 2ª Ed. Vol. 1. São Paulo: McGraw Hill, 
1994.
PERUZZO, F.M.; CANTO, E.L. Química na Abordagem do Cotidiano. 
São Paulo: Moderna, 1999.
PRINCIPAIS FONTES DE
ENERGIA; CONCEITOSENERGIA; CONCEITOS
BÁSICOS
Principais fontes de energiaPrincipais fontes de energia
1. Forças da natureza
 Gravidade em quedas de água
 Energia eólica
 Energia das mares
 Energia solar
5
 Energia solar
2. Combustíveis
 Sólidos
 Líquidos
 Gasosos
3. Energia atômica
Conceitos Conceitos Básicos sobre EnergiaBásicos sobre Energia
EnergiaEnergia
 Formas:
 Energia química;
 Energia mecânica;
 Energia nuclear; Energia nuclear;
 Energia térmica.
Energia térmica:
 Um dos conceitos mais importantes da Física;
 Capacidade de realizar trabalho.
Energia térmica = calorEnergia térmica = calor::
 Forma de energia que é produzida pelo Forma de energia que é produzida pelo 
movimento de moléculas.movimento de moléculas.
 É a energia térmica em trânsito de um corpo É a energia térmica em trânsito de um corpo 
para outro.para outro.
Conceitos Conceitos Básicos sobre EnergiaBásicos sobre Energia
para outro.para outro.
 Transferência de calor se dá sempre do corpo Transferência de calor se dá sempre do corpo 
“mais quente” para um corpo “mais frio”.“mais quente” para um corpo “mais frio”.
 Situação final: igualdade de T = equilíbrio Situação final: igualdade de T = equilíbrio 
térmico.térmico.
Calor é a energia térmica em trânsito de um corpo 
para outro, motivada por um diferencial de 
temperatura.
Calor sensível:Calor sensível:
 Calor recebido ou cedido se o efeito no corpo 
for apenas de variação de T.
Calor latente:Calor latente:
Conceitos Conceitos Básicos sobre EnergiaBásicos sobre Energia
Calor latente:Calor latente:
 Calor recebido ou cedido para provocar 
mudança de estado físico.
(Vejamos a aplicação do conceito no processo 
de solidificação de uma liga metálica)
Conceito de calor latente durante o resfriamento de Conceito de calor latente durante o resfriamento de 
um metal puro que não foi inoculadoum metal puro que não foi inoculado
Conceitos Conceitos Básicos sobre EnergiaBásicos sobre Energia
HISTÓRICO DA COMBUSTÃO
Histórico da CombustãoHistórico da Combustão
A combustão é uma das tecnologias mais antigas A combustão é uma das tecnologias mais antigas 
da humanidade.da humanidade.
Século Século XVIII: surgimento da máquina à XVIII: surgimento da máquina à vapor, vapor, e e 
com isso o sistema fabril.com isso o sistema fabril.
A busca A busca por novas fontes energéticas tornoupor novas fontes energéticas tornou--se se 
uma constante.uma constante.
Década Década de 70: de 70: a abundância a abundância e os baixos custos e os baixos custos 
dos dos combustíveis fósseis (petróleo) combustíveis fósseis (petróleo) possibilitou possibilitou 
a a energia para suprir energia para suprir as necessidades as necessidades que não que não 
paravam de crescer.paravam de crescer.
Início do século XXI: crise energéticaInício do século XXI: crise energética..
--Reservas Reservas de petróleo limitadas (Préde petróleo limitadas (Pré--sal??);sal??);
--Guerras Guerras por combustível por combustível gerando gerando insegurança do seu suprimento;insegurança do seu suprimento;
--Efeitos Efeitos da rápida evolução que iniciouda rápida evolução que iniciou--se na Revolução Industrial se na Revolução Industrial 
e e atingiu seu auge na segunda metade do século passado;atingiu seu auge na segunda metade do século passado;
Histórico da CombustãoHistórico da Combustão
e e atingiu seu auge na segunda metade do século passado;atingiu seu auge na segunda metade do século passado;
--Efeito Efeito estufa e seu efeito no clima. estufa e seu efeito no clima. 
Maior parte da energia consumida Maior parte da energia consumida no no 
mundo é mundo é fornecida pela combustão.fornecida pela combustão.
--TransporteTransporte;;
--Geração Geração de energia elétrica;de energia elétrica;
--AquecimentoAquecimento, etc., etc.
OsOs processosprocessos dede combustãocombustão
representamrepresentam maismais dede 9090%% dada
energiaenergia consumidaconsumida nono
mundomundo,, sendosendo aa maiormaior parteparte
dede combustíveiscombustíveis fósseis,fósseis,
portanto,portanto, nãonão renováveisrenováveis..
Histórico da CombustãoHistórico da Combustão
portanto,portanto, nãonão renováveisrenováveis..
AA matrizmatriz energéticaenergética brasileirabrasileira
diferedifere dada mundialmundial pelopelo fatofato
dede apresentarapresentar cercacerca dede 4545%%
dede contribuiçãocontribuição dede fontesfontes
renováveisrenováveis dede energiaenergia..
DEFINIÇÃO DA COMBUSTÃO
Definição de CombustãoDefinição de Combustão
Combustão consiste na reação química Combustão consiste na reação química 
exotérmica entre o combustível exotérmica entre o combustível 
(agente redutor) e o comburente (agente redutor) e o comburente 
(agente oxidante).(agente oxidante).
Combustível:Combustível:
Material que participa da Material que participa da Material que participa da Material que participa da 
combustão, normalmente formado combustão, normalmente formado 
por vários compostos. por vários compostos. 
O combustível possui o elemento que O combustível possui o elemento que 
sofre a oxidação (agente redutor).sofre a oxidação (agente redutor).
Comburente:
Substância química participante da 
combustão cujo elemento sofre 
redução (agente oxidante).
Oxigênio = comburente convencional.
Processo de combustão: Processo de combustão: 
São diversas São diversas reações químicas exotérmicas, que reações químicas exotérmicas, que 
liberam energia na forma de calor e, geralmente, liberam energia na forma de calor e, geralmente, 
luz.luz.
Definição de CombustãoDefinição de Combustão
Definição de CombustãoDefinição de Combustão
As principais reações na combustão são dadas entre As principais reações na combustão são dadas entre os os 
componentes do combustível e o oxigênio do ar ou componentes do combustível e o oxigênio do ar ou o o 
óxido do ar óxido do ar de de combustão;combustão;
Outras reações são dadas entre Outras reações são dadas entre os componentes do ar e os componentes do ar e Outras reações são dadas entre Outras reações são dadas entre os componentes do ar e os componentes do ar e 
entre os componentes do próprio combustívelentre os componentes do próprio combustível..
Exemplos:Exemplos:
C + OC + O22  COCO22
2C + O2C + O22  2CO2CO
2H2H22 + O+ O22  2H2H22OO
S + OS + O22  SOSO22
COMBUSTÍVEIS
CombustívelCombustível
CombustívelCombustível:: é a substância susceptível de se combinar é a substância susceptível de se combinar 
quimicamente com outra através de uma reação quimicamente com outra através de uma reação 
exotérmica, isto é, uma reação que desprende calor.exotérmica, isto é, uma reação que desprende calor.exotérmica, isto é, uma reação que desprende calor.exotérmica, isto é, uma reação que desprende calor.
Inúmeros Inúmeros elementos e compostos químicos possuem esta elementos e compostos químicos possuem esta 
propriedade, principalmente nas reações com o oxigêniopropriedade, principalmente nas reações com o oxigênio..
 Benzeno, tolueno e muitos Benzeno, tolueno e muitos 
outros outros compostos orgânicos;compostos orgânicos;
 Metais como o Fe, Al, Metais como o Fe, Al, MgMg, , 
em certas condições;em certas condições;
 Si e S. Si e S. 
CombustívelCombustível
O combustível é a substância que participa da O combustível é a substância que participa da 
combustão, que contém os elementos que combustão, que contém os elementos que 
sofrem oxidação. sofrem oxidação. 
Nesta reação é o agente redutor. Nesta reação é o agente redutor. 
Os elementos redutores de um combustível são: Os elementos redutores de um combustível são: 
o carbono, que é o principal elemento presente nos o carbono, que é o principal elemento presente nos 
combustíveis industriais;combustíveis industriais;
o hidrogênioo hidrogênio
o enxofre (impureza indesejável).o enxofre (impureza indesejável).
Combustíveis gasosos: misturas de gases que podem ser Combustíveis gasosos: misturas de gases que podem ser 
identificados individualmente;identificados individualmente;
Combustíveis líquidos destilados: Combustíveis líquidos destilados: 
gasolina e querosene, que são misturas de HC gasolina e querosene, que são misturas de HC 
(hidrocarbonetos) simples que podem ser separados (hidrocarbonetos) simples que podem ser separados 
Combustível: composiçãoCombustível: composição
(hidrocarbonetos) simples que podem ser separados (hidrocarbonetos) simples que podem ser separados 
e identificados;e identificados;
Combustível: composiçãoCombustível: composição
Carvões, óleos combustíveis residuais e combustíveis Carvões, óleos combustíveis residuais e combustíveis 
vegetais: têm estruturas complexas, difíceis de se vegetais: têm estruturas complexas, difíceis de se 
reduzir a componentes individuais.reduzir a componentes individuais.
Para nossos propósitos: Para nossos propósitos: 
a análise elementar do combustível (C, H, O, S, a análise elementar do combustível (C, H, O, S, etcetc) é suficiente.) é suficiente.
PONTO DE FULGOR, 
COMBUSTÃO E IGNIÇÃOCOMBUSTÃO E IGNIÇÃO
Pontos de Fulgor, Combustão e IgniçãoPontos de Fulgor, Combustão e Ignição
Os pontos de fulgor, combustão e ignição são Os pontos de fulgor, combustão e ignição são 
propriedades importantes de um combustível.propriedades importantes de um combustível.
Ponto de Fulgor ou Flash Point: é a menor temperatura 
na qual os vapores produzidos pelo combustível na qual os vapores produzidos pelo combustível 
formam uma mistura com o ar, capaz de inflamar-se 
por um instante com a aproximação de uma chama 
ou centelha, cessando ao se retirar esta centelha.
Combustível + Calor → gases/ vapores + faísca → 
cintilância ou chama breve 
Pontos de Fulgor, Combustão e IgniçãoPontos de Fulgor, Combustão e Ignição
Ponto de Combustão: é a menor temperatura em 
que os vapores do combustível aquecido mantém 
a chama ao se retirar a chama externa ou faísca; a a chama ao se retirar a chama externa ou faísca; a 
chama se auto-alimenta.
Combustível + Calor → gases ou vapores + faísca → 
chama se mantém 
Pontos de Fulgor, Combustão e IgniçãoPontos de Fulgor, Combustão e Ignição
Ponto de Ignição: é a menor temperatura em que os 
vapores do combustível aquecido geram chama 
sem a aproximação de uma chama externa ou 
faísca. Caso a temperatura ultrapasse o ponto de 
ignição, o combustível entra em combustão 
espontânea. Ocorre o equilíbrio entre as velocidades espontânea. Ocorre o equilíbrio entre as velocidades 
de formação e dissipação de calor.
Combustível + calor → gases ou vapores → chama 
espontânea
Obs.: Detonação consiste em provocar a ignição, pela elevação 
da temperatura da mistura entre ar e combustível, por uma 
simples compressão, sem chama externa. Este processo é usado 
nos motores Ciclo Diesel.
Pontos de Fulgor, Combustão e IgniçãoPontos de Fulgor, Combustão e Ignição
Ponto de Ignição
Exemplos: Ponto de ignição 
(ºC)(ºC)
Carvão vegetal 360
Coque 500
Petróleo 353-367
Etanol 514
Éter etílico 256
COMBUSTÃO EXPONTÂNEA
Combustão Espontânea
Os combustíveis, em geral, necessitam de uma fonte 
externa de calor para entrarem em combustão.
Entretanto, alguns combustíveis aquecem-se da 
temperatura ambiente até seu ponto de ignição 
sem fonte externa de calor.
O aquecimento é produzido por uma oxidação lenta 
na temperatura ambiente e, como o calor tem 
dificuldade de se dissipar, a velocidade da reação 
aumenta, aumentando a temperatura, até atingir o 
ponto de ignição. 
A este fenômeno damos o nome de combustão A este fenômeno damos o nome de combustão 
espontânea.espontânea.
Combustão Espontânea
Exemplo: carvão mineral, que contém pirita (Exemplo: carvão mineral, que contém pirita (FeSFeS).).
A pirita oxida-se, liberando calor, que não se dissipa com 
facilidade, acarretando aumento de temperatura e, 
com isso, aumenta a velocidade da reação.
A temperatura sobe até atingir o ponto de ignição 
(435ºC), ocorrendo combustão espontânea do carvão.(435ºC), ocorrendo combustão espontânea do carvão.
4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 2SO2 + calor 
Combustão Espontânea
O feno, para ser estocado em 
celeiros, precisa estar bem 
seco, senão é gerado calor no 
feno úmido pela ação 
oxidante de microrganismos.
O elemento químico fósforo 
precisa ser estocado na água, 
pois em contato com o ar sofre 
uma rápida auto-ignição.
oxidante de microrganismos.
FATORES QUE AFETAM
A VELOCIDADE DAA VELOCIDADE DA
COMBUSTÃO
Fatores que Afetam a Velocidade da CombustãoFatores que Afetam a Velocidade da Combustão
Granulometria do combustível sólido: indica a área
específica do mesmo, ou seja, a área disponível
para contato com o oxigênio por grama de
combustível;
Natureza do combustível: os gases reagem maisNatureza do combustível: os gases reagem mais
rapidamente que os líquidos e, entre estes, os mais
voláteis reagem mais rapidamente; os sólidos são os
que reagem mais lentamente;
Concentração do comburente: o oxigênio puro reage
muito mais rápido que quando empregamos o ar
atmosférico;
Fatores que Afetam a Velocidade da CombustãoFatores que Afetam a Velocidade da Combustão
Acesso do comburente: sistemas para insuflar o ar ou
oxigênio puro, quando bem projetados, permitem
aumentar o contato entre o oxigênio e o combustível
em um dado instante;
Difusão dos produtos formados: o sistema de exaustãoDifusão dos produtos formados: o sistema de exaustão
deve permitir a rápida retirada dos gases de
combustão para que o oxigênio possa entrar em
contato com o combustível;
Dissipação de calor: quanto mais alta a temperatura na
fornalha, mais veloz a combustão, por isso, o projeto da
câmarade combustão deve dificultar a perda de
calor para o ambiente.
CLASSIFICAÇÃO DAS
REAÇÕES DA COMBUSTÃOREAÇÕES DA COMBUSTÃO
 Lentas: são conhecidas como corrosão e tem 
velocidade de liberação de calor muito baixa, não 
produzindo incandescência do combustível.
4Fe + 3O2 → 2Fe2O3
Classificação das Reações de Combustão
36
 Rápidas: são as reações de combustão propriamente
ditas. Liberam calor em velocidade suficiente para
provocar a incandescência do combustível.
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O
Classificação das Reações de Combustão
37
 Explosão: reação instantânea entre o combustível e 
o comburente.
TNT + O2 → CO2 + H2O + NO
Classificação das Reações de Combustão
38
 Maioria dos processos industriais de combustão utiliza 
ar ambiente como fonte de oxigênio;
 O conhecimento da necessidade de ar para a 
combustão e da composição e volume dos produtos 
Reagentes / Produtos da Combustão
combustão e da composição e volume dos produtos 
de combustão é fundamental para o projeto e 
controle de equipamentos de combustão;
 A estequiometria química fornece os principais dados 
necessários aos cálculos de combustão.
39
 Combustão completa:
Ocorre quando todos os elementos oxidáveis 
(redutores), presentes no combustível, são 
transformados integralmente em seus óxidos de 
maior Nox possível.
Combustão Completa e Incompleta
maior Nox possível.
 O carbono se transforma em CO2, o hidrogênio em 
H2O e o enxofre em SO2.
C + O2  CO2
2H2 + O2  2H2O
S + O2  SO2
40
 Combustão Incompleta:
Quando nem todos os átomos dos elementos 
redutores se transformam em seus óxidos de maior 
Nox. O carbono pode se transformar em monóxido 
de carbono (CO) ou nem reagir com o oxigênio, 
gerando fuligem.
Combustão Completa e Incompleta
gerando fuligem.
2C + O2  2CO
 Na combustão incompleta podemos ter cadeias de 
hidrocarbonetos não reagidos, inclusive alguns 
perigosos, como: hidrocarbonetos polinucleados, 
dioxinas e outros compostos polinucleados, inclusive 
organoclorados.
41
 A ocorrência de reação completa ou incompleta 
depende de vários fatores:
Relação entre as massas de combustível e de 
comburente = relação ar/combustível;
Combustão Completa e Incompleta
comburente = relação ar/combustível;
 Temperatura na qual se processa a reação;
 Tempo de permanência do combustível;
Presença ou não de catalisadores.
42
 A combustão de qualquer combustível gera os 
chamados gases de combustão ou fumos.
gás carbônico (CO2);
vapor de água (H O);
Produtos da Combustão
vapor de água (H2O);
óxidos de enxofre (SO2 e SO3);
monóxido de carbono (CO);
óxidos de nitrogênio (NO e NO2),
entre outros.
43
 A queima de combustíveis sólidos e líquidos pode 
gerar, além dos gases, produtos sólidos, as chamadas 
cinzas, que são compostos inorgânicos presentes nos 
combustíveis, formados principalmente por óxidos, 
como: Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, TiO2, SiO2 e outros 
compostos.
Produtos da Combustão
compostos.
As cinzas podem ser 
arrastadas pelos gases de 
combustão, constituindo os 
compostos particulados, 
juntamente com a fuligem, 
oriunda da combustão 
incompleta.
44
 Na combustão temos reações de combinação com o 
oxigênio, as quais nem sempre são acompanhadas 
de luminosidade, mas sempre liberam calor. A chama 
é o resultado da combustão de um gás.
 A chama obtida na combustão de líquidos deve-se 
aos vapores liberados pelo combustível em sua 
Combustão e Chama
aos vapores liberados pelo combustível em sua 
superfície, que se intensificam à medida que a 
temperatura aumenta.
 Já a chama obtida na queima de combustíveis sólidos 
resulta da volatilização do sólido; decomposição do 
sólido com formação de gases e formação de gases 
combustíveis no processo de oxidação, como o 
monóxido de carbono.
45
46
a) Zona inferior ou fria: não apresenta coloração ou 
é escura, sendo formada por uma mistura de ar 
primário e gás não queimado;
b) Zona azul: ocorre queima completa do gás;
CH + 2O → CO + 2H O 
Combustão e Chama
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 
47
c) Zona redutora: ocorre decomposição de 
hidrocarbonetos devido ao calor, formando 
carbono livre, que aparece sob forma luminosa 
na chama, com isso, torna-se a zona mais 
brilhante da mesma.
CH4 + calor → C + 2H2
C + 1/2 O → CO
Combustão e Chama
C + 1/2 O2 → CO
2H2 + O2 → 2 H2O
48
d) Zona oxidante: em contato com o oxigênio do ar, 
os produtos da zona redutora queimam com 
facilidade, sendo esta a zona externa, 
fracamente visível.
C + O2 → CO2
CO + ½ O2 → CO2
H + ½ O → H O
Combustão e Chama
H2 + ½ O2 → H2O
Obs.: na combustão de
CO e H2 temos apenas
as zonas (a) e (b). 
49
 Ponto de fulgor
 Já foi estudado e é importante para segurança na 
estocagem e transporte dos combustíveis líquidos 
principalmente.
Propriedades dos Combustíveis Sólidos e 
Líquidos
principalmente.
 Viscosidade
Propriedade importante para o bombeamento de 
combustíveis líquidos, pois representa a resistência 
que um fluido oferece ao ser movimentado.
50
 Ponto de fluidez
É a menor temperatura em que um líquido 
começa a fluir, sendo importante para 
estocagem, bombeamento e para sua entrada 
nos queimadores.
Propriedades dos Combustíveis Sólidos e 
Líquidos
nos queimadores.
 Densidade
Representa a relação entre a massa e o volume 
de um material. É uma propriedade importante 
para o transporte e estocagem, além disso, é 
importante nos cálculos de poder calorífico.
51
 Granulometria.
Propriedade importante dos combustíveis 
sólidos, pois determina a velocidade de 
combustão, o tipo de equipamento a ser usado 
Propriedades dos Combustíveis Sólidos e 
Líquidos
combustão, o tipo de equipamento a ser usado 
na queima e o sistema de estocagem e 
transporte.
52
 Composição Química Elementar.
Usada para combustíveis sólidos e líquidos
 Indica o teor dos elementos químicos e de cinzas 
existentes no combustível.
Consiste em um processo químico analítico que 
Composição dos Combustíveis
Consiste em um processo químico analítico que 
permite determinar os teores de carbono, 
hidrogênio, nitrogênio, enxofre e cinzas, presentes 
em um dado combustível.
O teor de oxigênio é obtido por diferença entre os 
valores dos elementos determinados e o total de 
massa analisada.
Os resultados são expressos em % em massa.
53
 Composição Química gasosa.
Usa-se a cromatografia em fase gasosa para 
determinação dos compostos gasosos presentes 
em um combustível gasoso.
Os resultados são expressos em % volumétrica.
Composição dos Combustíveis
Os resultados são expressos em % volumétrica.
54
 Processos de análise, principalmente para os 
carvões:
a) Umidade total – segundo a norma técnica NBR 
8293/83, é determinada pela diferença do material 
seco em estufa a 105°C, durante uma hora;
Análise Imediata
seco em estufa a 105°C, durante uma hora;
b) Cinza – norma NBR 8289/83, que recomenda a 
combustão da amostra em forno mufla, com 
atmosfera oxidante, com ou sem a adição de 
oxigênio. O resíduo remanescente após a queima 
é pesado e registrado como teor de cinza;
55
c) Matéria volátil – norma NBR 8290/83 baseia-se na 
determinação dos destilados voláteis do carvão seco, 
desprendidos durante o aquecimento em forno 
elétrico, na ausência de oxigênio, sob rígido controle 
de massa, temperatura e tempo. Carvões com alto 
teor de voláteis tendem a queimar mais rapidamente 
Análise Imediata
teor de voláteis tendem a queimar mais rapidamente 
que os de baixo teor de voláteis;
d) Carbono fixo – a norma NBR 8299/83 recomenda o 
cálculodo teor de carbono fixo a partir de teores de 
cinza, matéria volátil e umidade.
56
 O carbono fixo é um parâmetro utilizado para os 
cálculos de balanço energético e na caracterização 
de carvões. 
 Ele representa a concentração de carbono 
remanescente após a determinação dos % de 
Análise Imediata
remanescente após a determinação dos % de 
umidade, matéria volátil e cinza, além de outros 
elementos remanescentes em menor quantidade, 
como o nitrogênio, o oxigênio, o hidrogênio e o 
enxofre.
carbono fixo = 100 – (%umidade + %cinza + %matéria 
volátil)
57
 Refere-se a quantidade de calor liberado na queima 
completa de uma unidade de massa ou de volume de 
um combustível.
Poder Calorífico
 Pode ser expresso em J/kg; J/m3; kcal/kg ou kcal/m3.
58
 Poder Calorífico Superior (PCS): é a quantidade de 
calor expressa em joules ou caloria, que libera a 
queima completa de uma unidade de massa do 
combustível seco, sendo que a água, proveniente da 
queima do hidrogênio, seja condensada no estado 
líquido.
Poder Calorífico
 Poder Calorífico Inferior (PCI): é a quantidade de calor 
expressa em joules ou caloria, que libera a queima 
completa de uma unidade de massa do combustível 
seco, permanecendo a água, proveniente da queima 
do hidrogênio, na forma de vapor.
 A diferença entre os dois é o calor latente de 
vaporização da água. 
59
 O poder calorífico pode ser determinado por métodos 
experimentais ou teoricamente por cálculo, desde 
que se conheça a composição elementar do 
Determinação do Poder Calorífico
que se conheça a composição elementar do 
combustível e o calor de combustão dos elementos 
ou compostos gasosos.
60
 a.1) Bomba Calorimétrica de Berthelot-Mahler: 
usado para determinar o PCS de combustíveis 
sólidos e líquidos.
Métodos Experimentais
 a.2) Calorímetro de Junkers: usado para 
determinar o PCS de combustíveis líquidos e 
gasosos.
61
 Bomba calorimétrica: determinação do poder 
calorífico:
 Combustão de uma pequena quantidade de 
combustível num recipiente preenchido com O2
sob pressão, a volume constante.
Métodos Experimentais
sob pressão, a volume constante.
 O Poder calorífico determinado por calorímetros 
corresponde ao PCS, pois o vapor d’água 
proveniente da queima do combustível se 
condensa, devolvendo ao calorímetro o calor 
absorvido em sua vaporização.
62
 A quantidade de calor, Q, 
recebida pelo conjunto que 
forma o calorímetro é igual em 
módulo à variação de energia 
interna do sistema reacional. 
Q = m.c.T
FF
AA
Métodos Experimentais
 Q = calor liberado pela reação 
= calor recebido pelo sistema 
[kJ ou kcal];
 m = massa de água [kg]
 c = calor específico da água 
[kJ/kg.°C ou kcal/kg.°C];
 T = (T2 – T1) variação de 
temperatura [°C].
EE
DDCC
BB
Calorímetro.
63
 Considerando uma massa m, ou um volume V 
qualquer de um combustível que libera uma 
quantidade Q de energia em combustão 
completa, nas CNTP, temos:
Métodos Experimentais
PC = Q/m [kJ/kg ou kcal/kg] 
ou
PC = Q/V [kJ/m³ ou kcal/m³]
64
 b.1) Fórmula de Dulong:
 utiliza os dados da composição elementar dos 
combustíveis e é utilizada para combustíveis 
sólidos e líquidos.
Métodos Matemáticos
sólidos e líquidos.
 O calor de combustão de um combustível é igual 
à soma dos calores desprendidos pela 
combustão dos elementos que o integram.
65
 b.1) Fórmula de Dulong:
 Os combustíveis são formados por compostos 
químicos, onde os elementos estão unidos por 
ligações químicas, sendo necessário dispender 
um trabalho para romper estas ligações, o que 
afeta o poder calorífico. 
Métodos Matemáticos
afeta o poder calorífico. 
 Além disso, a fórmula assume que o oxigênio do 
combustível está combinado com o hidrogênio 
na forma de água de constituição.
 Estes dois fatos fazem com que os valores obtidos 
pelo uso da fórmula de Dulong sejam 
aproximados.
66
 Uma combustão exige certas condições para se obter 
o máximo de aproveitamento do poder calorífico do 
combustível. 
 Essas condições podem ser representadas pelo trio 
3T’s e pelo controle do excesso de ar empregado. 
Otimização da Combustão 
3T’s e pelo controle do excesso de ar empregado. 
 Temperatura
 Turbulência
 Tempo de permanência
67
 Para uma boa combustão deve-se usar uma 
quantidade de ar acima do valor calculado 
estequiometricamente, o chamado excesso de ar, 
para facilitar o contato entre o combustível e o 
oxigênio. 
 O excesso de ar acarreta as seguintes consequências 
Controle sobre o excesso de ar de combustão
 O excesso de ar acarreta as seguintes consequências 
sobre a combustão:
 aumenta a probabilidade de contato entre os reagentes;
 encurta a chama;
 diminui o teor de CO2 nos gases de chaminé;
 aumenta as perdas pela chaminé;
 As quantidades de excesso de ar são determinadas 
empiricamente e dependem do combustível e dos 
equipamentos de combustão. 
68
Perdas Inerentes ou Inevitáveis
 Estas são as perdas relacionadas com o modo de 
operar a combustão a nível industrial, onde nem 
sequer conseguimos atingir o aproveitamento de 
Perdas de Calor na Combustão
sequer conseguimos atingir o aproveitamento de 
100% do PCI.
 Perdas pela água que sai na forma de vapor nos 
gases de combustão, pela chaminé, com isso, 
passamos a trabalhar com o PCI e não com o PCS;
69
 Perdas pelos gases de combustão por estarem em 
temperaturas acima de 150oC, pois em temperaturas 
menores há o risco de condensação de soluções 
ácidas de ácido sulfuroso e sulfúrico, causando 
corrosão na chaminé, sendo que nem se consegue, 
desta maneira atingir o aproveitamento de todo o PCI. 
Perdas de Calor na Combustão
desta maneira atingir o aproveitamento de todo o PCI. 
 Quando os gases estão a temperaturas muito acima 
de 180°C e com volumes elevados, é possível diminuir 
as perdas pela chaminé, transferindo calor dos gases 
de combustão, através dos seguintes procedimentos: 
pré-aquecimento do ar de combustão; pré-
aquecimento da água da caldeira e do combustível.
70
Perdas Evitáveis.
 Neste caso estão incluídas as perdas por 
combustão incompleta, que devem ser evitadas 
utilizando-se as condições para uma boa 
Perdas de Calor na Combustão
utilizando-se as condições para uma boa 
combustão já estudadas.
71
 A análise dos gases de combustão ou de gases 
perdidos dos processos de combustão:
 Grande variedade de equipamentos para análise 
de gases.
 Em base seca de volume (sem referência à água 
Análise dos Gases de Combustão
 Em base seca de volume (sem referência à água 
no gás);
O valor da análise do gás de combustão reside na 
informação que tal análise é capaz de 
proporcionar e na interpretação colocada em tal 
informação.
72
 Interpretação da análise do gás de combustão:
 deficiências no processo de combustão;
 vazamento no forno ou no sistema condutor; 
 inconsistências na análise e especificação do 
combustível.
Análise dos Gases de Combustão
combustível.
 Análise dos gases de combustão:
 Métodos físicos: não destrutivos (não alteram a 
composição da amostra de gases)
 Métodos químicos: absorvem os componentes 
da amostra de gases, alterando a sua 
composição.
73
 Exemplos de métodos e equipamentos de análise 
de gases de combustão:
 Métodos físicos: 
 Cromatografia em fase gasosa;
 Analisador tipo infravermelho (CO, CO , SO , 
Análise dos Gases de Combustão
 Analisador tipo infravermelho (CO, CO2, SO2, 
NO, CH4 e NH3);
 Analisadores paramagnéticos para O2;
 Métodos químicos:
 Analisadores eletroquímicos;
 Analisadores quimiluminescentes para NOx;
 Aparelho de Orsat.
74
Análisedos Gases de Combustão
Analisador de gases portátil.
75
 Aparelho portátil ou de bancada ainda usado 
para analisar gases de combustão secos e que 
consiste de recipientes, contendo soluções 
aquosas, que absorvem seletivamente CO2, SO2, 
O2 e CO. 
Aparelho de Orsat
 Solução de KOH a 36º Baumé: absorve os gases 
ácidos, ou seja, CO2 e SO2;
 Solução de ácido pirogálico: absorve O2;
 Solução amoniacal de CuCl: absorve o CO.
 O N2 é calculado por diferença entre o volume 
inicial e o absorvido.
76
Aparelho de Orsat
77
 Relembrando a importância do conhecimento 
prévio da composição do combustível para 
previsão e controle das emissões originadas da sua 
queima:
Controle de Emissão de Poluentes
 CO e CxHy: seu aparecimento entre os produtos 
da combustão é indicativo de baixa eficiência 
do processo; 
 NO e NO2: teor de N no combustível;
 SO2: teor de S no combustível.
78
 Teor de CO2 no gás de exaustão seco:
 Fornece uma medida útil do rendimento da 
combustão de um determinado combustível;
 Proporção máxima de CO2 nos produtos de 
combustão será encontrada quando a relação 
Controle de Emissão de Poluentes
combustão será encontrada quando a relação 
Ar/Combustível for estequiométrica;
 Na prática: concentrações de CO2 devem ser 
mais baixas que a estequiométrica pela 
necessidade de se usar ar em excesso;
 A quantidade de excesso de ar decresce com 
o aumento da capacidade e com o rendimento 
maior no equipamento de combustão.
79
 Baixos valores de CO2 podem ser provocados 
por: 
 Excesso exagerado de ar no processo de 
combustão;
Controle de Emissão de Poluentes
combustão;
 Insuficiência de ar (combustão incompleta);
 Entrada falsa de ar na fornalha;
 Nebulização imperfeita do combustível 
(óleos).
80
 Precipitador eletrostático: utiliza campo elétrico para 
atrair as partículas até os eletrodos coletores; 
apresenta alta eficiência de separação (99,5%).
Separação de Material Particulado dos Gases
81
 Bateria de ciclones: tem baixo valor de investimento, 
porém alta perda de carga introduzida no 
escoamento dos gases, sendo que o material 
coletado é descarregado seco.
Separação de Material Particulado dos Gases
82
 Lavador de gás ou scrubber: utiliza a lavagem do gás 
com água nebulizada para formar pequenas gotas. 
Esse equipamento tem baixo custo fixo e alto custo 
operacional, pois necessita de tratamento do efluente 
líquido gerado. Possui baixa eficiência para pequenas 
partículas.
Separação de Material Particulado dos Gases
partículas.
83
Escala Bacharach:
-Fuligem.
Interpretação da escala de 
comparação de fuligem:
0 = Máximo (excesso de ar)
1 = Excelente (deve ser 
mantido)
2 = Bom (pouca emissão de 
particulado)
3 = Regular (pouca fuligem, 
mas pode melhorar)
4 = Ruim (condição de máxima 
operação, já entra no campo 
visual)
Escala Bacharach
visual)
5 = Insatisfatório (procurar 
melhorar)
6 = Insatisfatório
7 = Insatisfatório (admite-se 
até 3 minutos para câmeras 
frias)
8 = Insatisfatório (desligue o 
queimador)
9 = Insatisfatório (desligue o 
queimador e recomece 
novamente)
84
 Altamente tóxico, sem cor, odor e gosto, e não 
irritante;
 Só pode ser detectado através de instrumentos de 
análise.
 Alguns efeitos fisiológicos que ocorrem a pessoas 
Gases - Monóxido de Carbono
 Alguns efeitos fisiológicos que ocorrem a pessoas 
expostas a diferentes concentrações deste gás no 
ar:
 35ppm é a concentração máxima permitida para 
exposição contínua (8h) – CONAMA n°003, 28/06/1990.
 200ppm: leve dor de cabeça após (2-3)h;
 400ppm: dor de cabeça frontal dentro de (1-2)h;
 800ppm: náuseas e convulsões dentro de 45min. 
Inconsciência em cerca de 2h.
85
 Uma parcela do SO2 produzido na câmara de 
combustão pode ser oxidada a SO3, dependo das 
condições de T e excesso de ar;
 A oxidação do SO2 também ocorre na atmosfera, e é 
ativada pelos raios ultravioleta do sol; 
Gases - Óxidos de Enxofre - SOx
 Nas partes mais frias do processo, ou após o efluente 
gasoso ter sido emitido para a atmosfera, a umidade 
dos gases, ou do ar atmosférico reage com o SO3
produzindo ácido sulfúrico:
H2O + SO3  H2SO4
86
 O ácido sulfúrico pode condensar nas partes mais 
frias de equipamentos industriais, como caldeiras e 
fornalhas;
 Os gases ácidos do enxofre são um dos principais 
causadores da chuva ácida, juntamente com o 
óxidos de nitrogênio;
Gases - Óxidos de Enxofre - SOx
óxidos de nitrogênio;
 O controle das emissões pode ser realizado através 
da remoção desses gases do efluente gasoso:
 Utilização de combustíveis com baixo teor de enxofre;
 Lavagem de gases em corrente de líquido alcalino.
 A água desse processo precisa ser analisada antes 
do seu lançamento em rios ou lagos e, se 
necessário, deve ser tratada para atingir os 
padrões exigidos pela legislação ambiental.
87
 Os óxidos de nitrogênio (NOx) formados durante 
o processo de combustão são constituídos de 
aproximadamente 95% de óxido nítrico (NO) e o 
restante de dióxido de nitrogênio (NO2).
 Principais alternativas para minimização destas 
Gases - Óxidos de Nitrogênio
 Principais alternativas para minimização destas 
emissões:
 Utilização de combustíveis com baixo teor de 
nitrogênio;
 Modificações no processo de combustão;
 Baixo excesso de ar;
 Recirculação dos gases de exaustão;
 Tratamentos pós-combustão.
88
 Os principais são:
 VOCs e SVOCs (compostos orgânicos voláteis e 
semi voláteis)
 PAH ( hidrocarbonetos polinucleares)
 PCDDs ( dibenzo paradioxina policloradas) 75 
isômeros
Gases - Compostos Orgânicos Voláteis
isômeros
 PCDFs ( policíclico dibenzofuranos) 135 isômeros
 Razões de sua formação:
 Mistura não homogênea entre combustível e ar; 
 Má distribuição do tempo de residência dos gases;
 Esfriamento da chama, interrompendo as reações.
89
 Ar teórico e ar prático
 Composição dos gases de combustão
 PCI e PCS
Cálculos
 PCI e PCS
90
 Exemplo 1: 
Uma mistura gasosa combustível apresenta a seguinte 
composição em volume: CH4 = 40%, C2H6 = 30%, CO = 
20%, CO2 = 10%. Considerando a combustão completa 
de 1 litro a CNTP com 10% de ar em excesso, 
determinar o volume de ar real a 20oC e 760 mmHg para 
“Ar teoricamente necessário” e “ar real”
determinar o volume de ar real a 20oC e 760 mmHg para 
a combustão de 1 litro dessa mistura gasosa [Hilsdorf, 
pg. 24].
91
 Exemplo 2: 
Considerando a combustão da mistura gasosa 
combustível do exemplo 1 (a CNTP), com excesso de 
10% de ar, determinar o volume de fumos desprendidos 
(a 127 oC e 760 mmHg) [Hilsdorf, pg. 43].
“composição e volume dos fumos da combustão”
Exemplo 1:
Uma mistura gasosa combustível apresenta a seguinte 
composição em volume: CH4 = 40%, C2H6 = 30%, CO = 20%, CO2 = 
10%. Considerando a combustão completa de 1 litro a CNTP com 
10% de ar em excesso, determinar o volume de ar real a 20oC e 760 
mmHg para a combustão de 1 litro dessa mistura gasosa
92
 Exemplo 3: 
Uma mistura gasosa combustível apresenta a seguinte 
composição em volume: CH4 = 50%, C2H6 = 40%, O2 = 
10%. Considerando a combustão completa com 15% de 
ar em excesso, determinar o volume de ar real (CNTP) 
para a combustão de 1 m3 dessa mistura gasosa (a 
“Ar teoricamente necessário” e “ar real”
para a combustão de 1 m3 dessa mistura gasosa (a 
CNTP). [Hilsdorf, pg. 26]
93
 Exemplo 4: 
O álcool etílico (C2H5OH) apresenta a seguinte 
composição em peso: C = 52,2%, H = 13%, O = 34,8%. 
a) Considerando combustão completa, calcular a 
quantidade de ar real a 27oC e 760 mmHg, utilizada na 
combustão de 1 kg de álcool etílico,sabendo-se que a 
“Ar teoricamente necessário” e “ar real”
combustão de 1 kg de álcool etílico, sabendo-se que a 
combustão se dará com 20% de ar em excesso 
[Hilsdorf, pg. 29]
b) Determinar o volume de fumos (inclusive vapor de 
água) desprendido e medido a 127 oC e 0,92 atm
[Hilsdorf, pg. 52].
94
 Exemplo 5: 
Consideremos um carvão mineral cuja composição 
química, em porcentagem de peso, é a seguinte: C = 
74%, H = 5,0%, O = 5,0%, N = 1,0%, S = 1,0%, Umidade = 
9,0%, Cinza = 5,0%. 
a) Determinar a quantidade volumétrica de ar real 
“Ar teoricamente necessário” e “ar real”
a) Determinar a quantidade volumétrica de ar real 
necessária para a combustão de 1,0 kg desse carvão 
mineral, considerando 50% de excesso de ar, em 
condições de 27 oC e 700 mmHg [Hilsdorf, pg. 33].
b) Determinar o volume de fumos desprendidos, 
medidos a 250 oC e 0,895 atm.
c) Determinar a composição percentual volumétrica dos 
fumos na base seca (correspondente à análise de Orsat
dos fumos) [Hilsdorf, pg. 54]. 95
 Exemplo 6: 
Os gases de escapamento de um motor a diesel é 
alimentado com óleo de alta qualidade constituído de 
hidrocarbonetos encerram 10% de CO2, 6% de O2 e o 
restante de N2. Calcular:
(1) A porcentagem de ar em excesso utilizada na 
“Ar em excesso”  “análise de Orsat”
(1) A porcentagem de ar em excesso utilizada na 
combustão;
(2) A relação entre os pesos de carbono e de hidrogênio 
no combustível;
(3) A porcentagem em peso de carbono e a 
porcentagem em peso de hidrogênio no combustível.
[Hilsdorf, pg. 64].
96
Exemplo 1:
Determinar o poder calorífico inferior de uma 
mistura gasosa de 60% em volume de propano 
(C3H8) e 40% em volume de n-butano (C4H10).
C H + O  CO + H O
PCI e PCS - Estequiometria
C3H8 (gás) + O2  CO2 + H2O(vapor)
C4H10 (gás) + O2  CO2 + H2O(vapor)
97
PCI e PCS - Estequiometria
Composto Fórmula Estado 
PC a 25 oC e pressão constante 
H2O (líq) e CO2 (g) H2O (vap.) e CO2 (g) 
kcal/mol Cal/g kcal/mol Cal/g 
Hidrogênio H2 gás 68,32 33.887 57,79 28.669 
Carbonografite C sól 94,05 7.831 - - 
Monóxido de gás 
Valores de Poder Calorífico (Calores de combustão) 
(Hilsdorf, pg. 72)
98
Monóxido de 
Carbono 
CO 
gás 
67,64 2.415 - - 
Carbonoamorfo C sól. 96,70 8.083 - - 
Enxofre S sól. 72,00 
Metano CH4 gás 212,80 13.265 191,76 11.954 
Etano C2H6 gás 372,82 12.399 341,26 11.350 
Propano C3H8 gás 530,60 12.034 488,53 11.079 
Propano C3H8 líq. 526,78 11.947 484,70 10,993 
n-Butano C4H10 gás 687,98 11.837 635,38 10.932 
n-Butano C4H10 líq. 682,84 11.749 630,25 10.844 
Propileno C3H6 gás 491,98 11.692 460,12 10.942 
Benzeno C6H6 gás 780,98 9.998 749,42 9.594 
 
Exemplo 2:
Um carvão mineral apresentou a seguinte 
análise elementar (% peso). Estimar, pelas 
reações de combustão das frações 
combustíveis, o poder calorífico superior (PCS) 
e o poder calorífico inferior (PCI) desse carvão 
PCI e PCS - Estequiometria
e o poder calorífico inferior (PCI) desse carvão 
mineral.
Carbono (C) = 78 %
Hidrogênio (H2) = 6 % 
Oxigênio (O2) = 7 %
Nitrogênio (N2) = 3 %
Enxofre (S) = 2 %
Cinza = 4 %
99
PCI e PCS - Estequiometria
Composto Fórmula Estado 
PC a 25 oC e pressão constante 
H2O (líq) e CO2 (g) H2O (vap.) e CO2 (g) 
kcal/mol Cal/g kcal/mol Cal/g 
Hidrogênio H2 gás 68,32 33.887 57,79 28.669 
Carbonografite C sól 94,05 7.831 - - 
Monóxido de gás 
Valores de Poder Calorífico (Calores de combustão) 
(Hilsdorf, pg. 72)
100
Monóxido de 
Carbono 
CO 
gás 
67,64 2.415 - - 
Carbonoamorfo C sól. 96,70 8.083 - - 
Enxofre S sól. 72,00 
Metano CH4 gás 212,80 13.265 191,76 11.954 
Etano C2H6 gás 372,82 12.399 341,26 11.350 
Propano C3H8 gás 530,60 12.034 488,53 11.079 
Propano C3H8 líq. 526,78 11.947 484,70 10,993 
n-Butano C4H10 gás 687,98 11.837 635,38 10.932 
n-Butano C4H10 líq. 682,84 11.749 630,25 10.844 
Propileno C3H6 gás 491,98 11.692 460,12 10.942 
Benzeno C6H6 gás 780,98 9.998 749,42 9.594 
 
Exemplo 3:
Um carvão mineral apresentou a seguinte 
análise elementar (% peso). Utilizando os 
calores de combustão das frações 
combustíveis, determinar o poder calorífico 
superior (PCS) e o poder calorífico inferior (PCI) 
PCI e PCS - Estequiometria
superior (PCS) e o poder calorífico inferior (PCI) 
desse carvão.
Carbono = 66,6 %
Hidrogênio = 3,2 % 
Nitrogênio = 1,4 %
Enxofre = 0,5 %
Água combinada = 9,5 %
Umidade = 9,6 %
Cinza = 9,2 %
101
Componente Fórmula 
PCS 
kcal/kg 
PCI 
kcal/kg 
PCS 
kcal/m3CNTP 
PCI 
kcal/m3CNTP 
Carbono C 8070 ---------- ------------ ------------ 
Enxofre S 2248 ---------- ------------ ------------ 
Hidrogênio H 34550 29000 3070 2580 
PCI e PCS – Fórmulas Empíricas
Valores de Poder Calorífico (Calores de 
combustão) 
Fórmula de Dulong
Hidrogênio H2 34550 29000 3070 2580 
Monóxido de 
Carbono 
CO 2440 --------- 3050 ----------- 
Metano CH4 13250 11900 9500 8530 
Etileno C2H4 12000 11230 15000 14050 
Acetileno C2H2 11930 11600 13950 13500 
Etano C2H6 12400 11350 16650 15235 
Propano C3H8 12040 11080 23690 21810 
Propileno C3H6 11690 10940 21970 20550 
n-Butano C4H10 11840 10930 30710 28360 
Benzeno C6H6 10000 9600 -------- --------- 
 
102
 Exemplo 1: 
Carvão vegetal, com a seguinte composição elementar: 
83%C; 3%H2; 4%O2; 4% umidade e 6% cinzas, é 
queimado com ar em excesso de 30%. Calcule os 
poderes caloríficos superior e inferior nas CNTP?
PCI e PCS – Fórmulas Empíricas - Dulong
103
Combustível sólido (Fórmula de Dulong) – Da Tabela:
 Exemplo 1: 
Carvão vegetal, com a seguinte composição elementar: 
83%C; 3%H2; 4%O2; 4% umidade e 6% cinzas, é 
queimado com ar em excesso de 30%. Calcule os 
poderes caloríficos superior e inferior nas CNTP?
PCI e PCS – Fórmulas Empíricas - Dulong
104
 Combustível sólido (Fórmula de Dulong) – Da Tabela:
Componente Fórmula 
PCS 
kcal/kg 
PCI 
kcal/kg 
PCS 
kcal/m3CNTP 
PCI 
kcal/m3CNTP 
Carbono C 8070 ---------- ------------ ------------ 
Enxofre S 2248 ---------- ------------ ------------ 
Hidrogênio H2 34550 29000 3070 2580 
 



















kg
kcal
 S2248 
8
O
 H34550 C8070 
100
1
 PCS
Carvão vegetal, com a seguinte composição elementar: 
83%C; 3%H2; 4%O2; 4% umidade e 6% cinzas, é 
queimado com ar em excesso de 30%. Calcule os 
poderes caloríficos superior e inferior nas CNTP?
 Do enunciado:












 S2248 
8
O
 H34550 C8070 
100
1
 PCS
PCI e PCS – Fórmulas Empíricas - Dulong
 Do enunciado:
 C = 83%
 H = 3%
O = 4%
 u = 4%
 Cinzas = 6%
105
  8100













8
4
 334550 838070 
100
1
 PCS
carvão kcal/kg 7561,85 PCS 
u) H(9 600 PCS PCI 
0,04) 0,03(9 600 7561,85 PCI 
carvão kcal/kg 7375,85 PCI 
 Exemplo 2
 Um gás combustível apresenta a seguinte composição 
volumétrica: 8,6% CO2; 16,6% CO; 33,3% H2; 15% CH4; 
1,8% C3H8; 24,4% N2 e 0,3% O2. Calcule o PCS e o PCI?
PCI e PCS – Fórmulas Empíricas - Dulong
106
Componente Fórmula 
PCS 
kcal/kg 
PCI 
kcal/kg 
PCS 
kcal/m3CNTP 
PCI 
kcal/m3CNTP 
Carbono C 8070 ---------- ------------ ------------ 
Enxofre S 2248 ---------- ------------ ------------ 
Hidrogênio H2 34550 29000 3070 2580 
Valores de Poder Calorífico (Calores de 
combustão) 
Método de Dulong
PCI e PCS – Fórmulas Empíricas - Dulong
Hidrogênio H2 34550 29000 3070 2580 
Monóxido de 
Carbono 
CO 2440 --------- 3050 ----------- 
Metano CH4 13250 11900 9500 8530 
Etileno C2H4 12000 11230 15000 14050 
Acetileno C2H2 11930 11600 1395013500 
Etano C2H6 12400 11350 16650 15235 
Propano C3H8 12040 11080 23690 21810 
Propileno C3H6 11690 10940 21970 20550 
n-Butano C4H10 11840 10930 30710 28360 
Benzeno C6H6 10000 9600 -------- --------- 
 
107
 Um gás combustível apresenta a seguinte composição 
volumétrica: 8,6% CO2; 16,6% CO; 33,3% H2; 15% CH4; 
1,8% C3H8; 24,4% N2 e 0,3% O2. Calcule o PCS e o PCI?
Componente Fórmula 
PCS 
kcal/kg 
PCI 
kcal/kg 
PCS 
kcal/m3CNTP 
PCI 
kcal/m3CNTP 
Hidrogênio H2 34550 29000 3070 2580 
PCI e PCS – Fórmulas Empíricas - Dulong
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Hidrogênio H2 34550 29000 3070 2580 
Monóxido de 
Carbono 
CO 2440 --------- 3050 ----------- 
Metano CH4 13250 11900 9500 8530 
Propano C3H8 12040 11080 23690 21810 
 
8342
HC23690 CH9500 H3070 CO3050 PCS 
8342
HC21810 CH8530 H2580 CO3050 PCI 
 Um gás combustível apresenta a seguinte composição 
volumétrica: 8,6% CO2; 16,6% CO; 33,3% H2; 15% CH4; 
1,8% C3H8; 24,4% N2 e 0,3% O2. Calcule o PCS e o PCI?
8342
HC23690 CH9500 H3070 CO3050 PCS 
0,01823690 0,159500 0,3333070 0,1663050 PCS 
PCI e PCS – Fórmulas Empíricas - Dulong
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0,01823690 0,159500 0,3333070 0,1663050 PCS 
3kcal/m 3380,03 PCS
8342
HC21810 CH8530 H2580 CO3050 PCI 
0,01821810 0,158530 0,3332580 0,1663050 PCI 
3kcal/m 3037,52 PCI 