Balance Y Energia

Problemas de Ingeniería Química

Hoja Alumnos. Balances de Materia y Energía

1.- Un carbón cuyo análisis elemental en base seca arroja un 84% de C, un 5% de H y un 2% de S (entre otros elementos) se quema con un 20% de exceso de aire. El carbón tiene un 12% de humedad. ¿Qué cantidad de SO2 se emitiría, como máximo, a la atmósfera si se queman 10 t/h del mismo? ¿Cuál sería la concentración máxima de SO2 en los gases de salida expresada en mg SO2/m3 de gases en condiciones normales?

2.- En un horno se queman totalmente 3.000 kg/h de fuelóleo con un 35% de exceso de aire cuya humedad absoluta es del 1%. Calcular:

a) Composición del gas resultante sobre base húmeda.

b) Composición del gas resultante sobre base seca.

c) Caudal volumétrico de aire empleado, medido a 45ºC y 1 atm.

d) Volumen de gas producido por kg de combustible quemado, medido a 300ºC y 1 atm.

Datos: Análisis elemental del fuelóleo: 86% C, 14% H (% en peso).

3.- En un horno vertical continuo se descompone caliza (100% CaCO3) para producir cal (CaO), liberándose CO2. La energía necesaria para la calcinación se consigue quemando metano con un 50% en exceso de aire. Si se queman completamente 6 m3 de metano (medidos en condiciones normales) por cada 100 kg de caliza, calcúlese la composición del gas residual.

5.- Una planta de producción de energía quema un gas natural de la siguiente composición (en volumen): 96% CH4, 2% C2H2, 2% CO2 y un fuelóleo cuya composición se ajusta a la fórmula empírica C15H27. Los gases de combustión arrojan el siguiente análisis: 10% CO2, 0,63% CO, 4,55% O2. Determínese la proporción relativa de gas natural y de fuelóleo que consume la instalación.

6.- En una instalación industrial se dimeriza etileno a buteno en régimen continuo en un reactor catalítico que opera con una conversión del 40%. La alimentación fresca consiste en etileno puro y a la salida del reactor los gases pasan continuamente a un condensador en el que se separa una corriente líquida que contiene la mayor parte del buteno formado, al que acompaña un 1% en peso de etileno, reciclándose el gas no condensado al reactor. El reciclado contiene 5% en volumen de buteno y el resto etileno. Se desea conocer la producción de buteno y la cantidad total recirculada (buteno + etileno) por cada 100 kmoles de alimentación fresca.

7.- El etiltolueno (C9H12) puede obtenerse por alquilación catalítica del tolueno con etanol en fase vapor en una instalación como la esquematizada en la figura:

C7H8 F A REACTOR X SEPARADOR C C9H12

C2H5OH H2O

R S P C7H8

C2H5OH

H2O

El

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