Análisis del proceso de tostación del aluminio en un horno de lecho fluido

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INDICE

INTRODUCCIÓN        3

DESCRIPCIÓN Y DATOS DEL PROCESO UNITARIO:        4

ANÁLISIS        6

RESULTADOS.        8

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES        8

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS        8

“ANÁLISIS DEL PROCESO DE TOSTACIÓN DEL ALUMINIO EN UN HORNO DE LECHO FLUIDO”

INTRODUCCIÓN

En este proyecto, se lleva a cabo un análisis detallado del proceso de tostación del aluminio en un horno de lecho fluido, con el objetivo de explicar el proceso que se desarrollara teniendo en cuenta con la primera ley de la termodinámica.

Hoy en día, la tostación en lecho fluidizado abarca en la oxidación térmica de un material sólido, aumentando así considerablemente la superficie de contacto entre la fase solida y la fase gas, puesto que el lecho se mantiene en movimiento constante.

En este informe, nuestro grupo desarrollara la resolución y análisis de un problema estudiando así el proceso unitario que se crean en algunas grandes industrias que fabrican materiales que utilizamos en el hoy a base de aluminio, facilitándonos la vida con utensilios y herramientas, como son la de la industria automovilística, la industria de productos domésticos (utensilios de cocina), y la construcción.

Mas adelante, se darán detalles del problema a desarrollar con su respectiva solución, además, se precisan sus respectivas conclusiones y recomendaciones.

 FUNDAMENTO TEÓRICO

La termodinámica es la rama de la física que estudia los procesos que implican intercambio de energía en forma de calor y trabajo. La Primera Ley de la Termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. Es decir, la cantidad total de energía en un sistema aislado se mantiene constante, aunque puede cambiar su forma de energía. Un sistema cerrado es aquel que no intercambia materia con el exterior, pero puede intercambiar energía en forma de calor y trabajo. Por otro lado, un sistema abierto es aquel que puede intercambiar tanto materia como energía con el entorno.

DESCRIPCIÓN Y DATOS DEL PROCESO UNITARIO:

Descripción del proceso unitario:

El proceso de tostación del aluminio en un horno de lecho fluido es un proceso térmico en el que el aluminio se oxida en presencia de aire para producir alúmina. El proceso implica la carga de aluminio en el horno junto con fundentes y agentes reductores. El aire es inyectado en el fondo del horno a una presión elevada para fluidificar la cama de partículas y mantenerlas en suspensión. La oxidación del aluminio se produce a una temperatura elevada y se libera calor como resultado de la reacción exotérmica. El calor generado por la oxidación del aluminio es utilizado para mantener la temperatura del horno.

El proceso de tostación del aluminio en un horno de lecho fluido presenta algunos desafíos en términos de eficiencia energética y producción de alúmina. Por ejemplo, el proceso puede ser intensivo en energía debido a la necesidad de mantener una temperatura elevada en el horno. Además, la producción de alúmina puede verse afectada por factores como la temperatura del horno, la concentración de oxígeno y la velocidad de fluidización del gas.

Datos del proceso unitario:

Elabora un balanceo de material que se usa en el proceso de tostación de concentrado de Aluminio horno de tostación de lecho turbulento y la magnitud termodinámica de un cuerpo(H) estándar de la reacción con las siguientes características:

Entra 𝐴𝑙2𝑆3 con un excedente de aire del 30% por arriba del que necesita para la siguiente reacción:                                 2𝐴𝐿2𝑆3 + 9𝑂2 → 2𝐴𝑙2𝑂3 + 6𝑆𝑂2.

Sabiendo que ingresa 3kg de 𝐴𝑙2𝑆3 con 30% de 𝐻2𝑂. Si al introducir los reactivos a 25°C y se extraen los productos a 900°C.

TOSTACIÓN DE ALUMINIO EN LECHO FLUIDIZADO

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Asimismo, se libera un volumen de aire de 18 litros a temperatura de 25ºC y 1 atm que equivale a 780 mm de Hg.

Calcular la cantidad de moles

ANÁLISIS

Concentrado al Al 3000g (30% de H2O y 70% de Al2S3)

BALANCE DE MATERIA

        Revisar si la primera ecuación se encuentra balanceada:

2𝐴𝐿2𝑆3 + 9𝑂2 → 2𝐴𝑙2𝑂3 + 6𝑆𝑂2

En la siguiente reacción se dará:

EL BALANCE PARCIAL

• Aire total = aire teórico + exceso de aire
• O2 total = O2 teórico + exceso de O2
• N2 total = N2 teórico + exceso de N2

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