Ejercicios Resueltos De Balance De Materia En Plantas

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.

Problema nº. 1

a) 352 kg SO2/h

b) 3.607 mg SO2/m3 (c.n.) Problema nº.

2

a) CO2: 9,8 %, H2O: 11,1 %, N2: 74,0 %, O2: 5,1 %

b) CO2: 11 %, N2: 83,3 %, O2: 5,7 %

c) 54.499 m3 aire húmedo/h d) 34,38 m3 /kgfuel oil

Problema nº. 3 Base seca CO2: 27,8 %, N2: 66,3 %, O2: 5,9 %

Problema nº. 5 Fueloleo: 4,66 %, Gas: 95,34 %.

Problema nº. 6 Producción: 50,52 kmol Recirculado: 155,3 kmol

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