Calentador catalítico

Un calentador catalítico es un calentador sin llama que se basa en reacciones químicas catalizadas para descomponer las moléculas y producir calor. ^[1] Cuando el catalizador, el combustible (por ejemplo, gas natural) y el oxígeno se combinan, reaccionan a una temperatura lo suficientemente baja como para que no se produzca una llama. Este proceso se repite hasta que el oxígeno o la fuente de combustible se eliminan de la ecuación. ^[2]

Hay tres tipos principales de calentadores catalíticos más grandes: ^[2]

1. Paquetes de recintos térmicos
2. Reguladores de precalentamiento de piloto y gas de instrumentación
3. Calefacción de espacios

Los paquetes de recintos calefactados se utilizan para proteger las tuberías de la lluvia y la acumulación de hielo al mantener las tuberías calientes. El calentador catalítico está contenido dentro del paquete, que generalmente está hecho de acero inoxidable . Los reguladores de precalentamiento de gas de instrumentación y piloto solo se utilizan para protección contra congelamiento y para calentar el gas antes de que llegue al piloto . También se pueden utilizar para calentar una corriente de gas que se utiliza para medición o instrumentación . La calefacción de espacios es una buena sustitución cuando se necesita calor pero no se pueden utilizar los medios tradicionales, como la electricidad o las preocupaciones de seguridad sobre el gas explosivo. Los calentadores de espacios catalíticos generan calor infrarrojo para elevar la temperatura en un área determinada. ^[2]

Además de los calentadores catalíticos más grandes, también hay pequeños calentadores de manos o calentadores de bolsillo que utilizan una unidad de combustión catalítica. Las unidades actuales utilizan un sustrato de fibra de vidrio recubierto de platino. Las unidades más baratas pueden utilizar otros catalizadores que no funcionan tan bien. Algunas unidades más antiguas usaban sustratos de amianto. Estos calentadores de manos son para personas que trabajan o realizan actividades de ocio al aire libre en temperaturas muy bajas, especialmente aquellas que requieren destreza manual que no es posible con guantes o manoplas gruesos. Datan de la fundación de la empresa japonesa Hakkunin por Niichi Matoba, quien fundó para producir un calentador de manos 'Hakkin Kairo' basado en su patente japonesa de 1923. ^[3] John W. Smith, presidente de Aladdin Laboratories, Inc. de Minneapolis, recibió una patente estadounidense para un producto llamado calentador de manos catalítico Jon-e (pronunciado "Johnny") el 25 de diciembre de 1951. La producción alcanzó su punto máximo en los años cincuenta y sesenta, con 10.000 calentadores al día. Aladdin cerró en la década de 1970. ^[4] En 2010, la empresa de encendedores Zippo presentó un calentador de manos catalítico totalmente de metal, junto con otros productos para exteriores. ^[5] Hay otras marcas de calentadores de manos catalíticos como el surcoreano S-Boston, el británico Whitby Warmer y también versiones chinas sin marca de diseños basados ​​en el Hakkin 'Peacock' o el 'Jon-e' que se remontan al apogeo de la fabricación de Hong Kong en los años 60 y 70.

Las siguientes sustancias pueden ayudar a oxidar un combustible para un calentador catalítico a una velocidad útil:

• El platino se puede utilizar con gas natural, propano y butano. Genera una temperatura superficial de 300 a 550 °C, inferior al punto de ignición de 760 °C. ^[6] Los calentadores de platino son el tipo más común. ^[7]
• El paladio se puede utilizar con gas hidrógeno. El carbono revestido con Pd se utiliza en un prototipo de calentador construido en 2010 por el Laboratorio Nacional de Sandia . ^[8]

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Los calentadores catalíticos cumplen muchas funciones, especialmente en las industrias del petróleo y el gas. Son útiles donde la producción de calor es necesaria a un ritmo controlado. Normalmente se utilizan en generadores termoeléctricos (TEG o termopilas) a partir de gas de pozo crudo o H2S para crear suficiente electricidad para operar el sitio del pozo remoto a grandes distancias de sus plantas de procesamiento principales. También se pueden utilizar en medidores de gas , reguladores y válvulas de control , calentadores de boca de pozo de gas , calentadores de tuberías, calentadores de ambiente , separadores y estaciones de compresión . ^[9] Algunos otros ejemplos incluirían soldadores , calentadores de manos y aparatos de calefacción de ambiente. Los calentadores catalíticos tienen una alta eficiencia que permite el uso de calentadores más pequeños, lo que reduce los costos iniciales y el consumo de combustible. ^[2] Estos calentadores suelen utilizar combustible de propano (LP) o butano , mientras que muchos tipos más antiguos utilizan combustible líquido o alcohol . Los calentadores de manos catalíticos portátiles tradicionalmente solo han utilizado combustible líquido de tipo nafta .

Los calentadores catalíticos pueden presentar varios problemas de seguridad potenciales si se instalan incorrectamente o se colocan en áreas mal ventiladas, como fugas de combustible e intoxicación por monóxido de carbono debido a una extracción insuficiente de los gases de escape o una reacción mal ajustada. Las normas de la Asociación Estadounidense del Gas especifican que la concentración de monóxido de carbono en el aire libre de un calentador de gas no debe superar las 200 partes por millón (ppm). Por el contrario, dado que los calentadores catalíticos no tienen llama, existe un menor riesgo de incendio.

• Almohadilla térmica química

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