Proceso De Coccion De Ladrillos King-kong

Proceso de cocción de ladrillos King-Kong

Datos iniciales

Peso promedio del ladrillo

Ladrillo húmedo = 5.35 kg

Ladrillo seco = 4.65 kg

Ladrillo cocido o quemado: 4.5 kg

Porcentaje de humedad

% Humedad de ladrillo (seco – húmedo): Cuando el ladrillo es labrado y empieza el proceso de secado al medio ambiente.

5.35kg __________100% X= 87%  100 – 87 = 13% de humedad

4.65kg __________ x%

% Humedad de ladrillo (seco – quemado o cocido): Cuando el ladrillo es quemado dentro del horno y todavía contiene humedad en su interior.

4.65kg __________ 100% X= 97%  100 – 97 = 3% de humedad

4.5kg __________ x%

CALCULO DE MASAS

Producción promedio de ladrillos = 7000 ladrillos

LADRILLOS

Masa total de los ladrillos para su secado al medio ambiente

M total = N° de ladrillos * Peso promedio del ladrillo

M total = 7000 * 5.35 kg

M total = 37450 kg de ladrillos

Masa de agua (Humedad)

5.35kg – 4.65kg = 0.7kg

M agua = 0.7kg * 7000

M agua = 4900 kg de agua (humedad)

Hallamos la energía necesaria para el secado

Q = mCp T + mQ latente de vaporización

Q = 4900kg (1Kcal/(Kg °C)) (100 – 20) + 4900 (540Kcal/(Kg °C))

Q = 3038000 kcal  Energía que proporciona el medio ambiente para secar el ladrillo húmedo

Masa de ladrillo que ingresan al horno

37450kg ladrillo húmedo – 4900kg agua (humedad) = 32550kg de ladrillo seco

Masa de ladrillo que sale del horno

4.65 kg – 4.5 kg = 0.15kg de agua

0.15 kg agua * 7000 = 1050 kg d agua

Entonces la masa de ladrillos que sale del horno:

32550 kg ladrillo seco – 1050 kg de humedad = 31500 kg de ladrillo cocido o quemado

CARBÓN

Energía necesaria para quemar 1Kg de ladrillo (humedad = 3%) (Cp ladrillo = 0.2Kcal/(Kg °C))

Q1 = mCp T + mQ latente de vaporización

Q1 = 0.03 kg agua (1Kcal/(Kg °C)) (100 - 20) + 0.03 (540Kcal/(Kg °C))

Q1 = 18.6 kcal  Energía para evaporizar el agua, con T° inicial = 20°C

Q2 = mCp T

Q2 = 1kg (0.2Kcal/(Kg °C)) (1000 – 20)

Q2 = 196 Kcal  Energía necesaria para calentar el ladrillo hasta 1000°C

Por lo tanto Q total = Q1 + Q2 = 18.6 + 196 = 214.6 kcal/kg

Como dato tenemos que:

Poder calorífico del carbón = 7800 kcal/kg

Humedad del carbón = 5.28%

Entonces:

7000 ladrillos x (4.65 Kg)/(1 Ladrillo) x (214.6 kcal)/(1 kg) x (1kg carbon)/(7800 kcal) = 895.54 kg de carbón

LEÑA

Energía necesaria para quemar 1Kg de ladrillo (humedad = 3%) (Cp ladrillo = 0.2Kcal/(Kg °C))

Q1 = mCp T + mQ latente de vaporización

Q1 = 0.03 kg agua (1Kcal/(Kg °C)) (100 - 20) + 0.03 (540Kcal/(Kg °C))

Q1 = 18.6 kcal  Energía para evaporizar el agua, con T° inicial = 20°C

Q2 = mCp T

Q2 = 1kg (0.2Kcal/(Kg °C)) (1000 – 20)

Q2 = 196 Kcal  Energía necesaria para calentar el ladrillo hasta 1000°C

Por lo tanto Q total = Q1 + Q2 = 18.6 + 196 = 214.6 kcal/kg

Como dato tenemos que:

Poder calorífico de la leña = 3702.02 kcal/kg

Humedad de la leña = 8.9%

Entonces:

7000 ladrillos x (4.65 Kg)/(1 Ladrillo) x (214.6 kcal)/(1 kg) x (1kg leña)/3702.02kcal = 1886.87 kg de leña

PERDIDAS POR HUMEDAD (AGUA)

Para el carbón

895.54kg __________100% X = 47.28 kg de agua

X kg ______________ 5.28%

Para la leña

1886.87kg_________ 100% X = 167.93 kg de agua

X kg ______________ 8.9%

Para el ladrillo

32550kg __________100% X = 1050 Kg de agua

X Kg _____________ 3%

OXIGENO Y NITROGENO

Primero tomamos el carbono (puro) que reaccionará = 895.54 kg – 47.28 kg H2O = 848.26 kg de carbono.

Tenemos la reacción:

C + O2  CO2

12Kg 32Kg 44Kg

848.26Kg 2262.03kg 3110.29kg

Oxígeno = 2262.03 kg

Nitrógeno = 7572.88 kg

Total de aire = 9834.91 kg

BALANCE DE MATERIA

Entradas Salidas

Ladrillo 32550 Kg 31500 Kg

Leña 1886.87 Kg ----

Carbón 895.54 Kg ----

O2 2262.03 kg ----

N2 7572.88 kg 7572.88 Kg

Cenizas ---- 1718.94 Kg

CO2 ---- 3110.29 Kg

Vapor ---- 1265.21 Kg

TOTAL 45167.32 Kg 45167.32 Kg

CALCULO DE ENERGIAS

Hallando la energía de los componentes

ENTALPIA DE REACTANTES

Tenemos como datos que: Cp carbón = 0.85kcal/kg °C, Cp oxigeno = 0.86kcal/kg °C, Cp nitrógeno = 0.92 kcal/kg °C

Además que el carbón ingresa al horno con una temperatura de 100°C, el oxígeno y nitrógeno con una temperatura ambiente de 25°C.

Q1 = M carbón Cp T + M oxigeno Cp T + M nitrógeno Cp T

Q1 = 895.54 (0.85) (100) + 2262.03 (0.86) (25) + 7572.88 (0.92) (25)

Q1 = 76120.9 kcal + 48633.645kcal + 174176.24 kcal

Q1 = 298930.785 kcal

ENTALPIA DE COMBUSTIBLES

Dato: Poder calorífico del carbón = 7800 kcal/kg y Poder calorífico de la leña = 3702.02 kcal/kg

Q2 = M carbón * Poder calorífico

Q2 = 895.54 kg * 7800 kcal/kg

Q2 = 6985212 kcal

Q3 = M leña * Poder calorífico

Q3 = 1886.87 kg * 3702.02 kcal/kg

Q3 = 6985230.477 kcal

ENTONCES  Q2 + Q3 = 6985212 kcal + 6985230.477 kcal = 13970442.477 kcal

ENTALPIA DE LADRILLOS DE ENTRADA

Dato: Cp ladrillo = 0.2kcal/kg °C, y además el ladrillo ingresa al horno a temperatura ambiente de 25°C.

Q4 = M ladrillo Cp T

Q4 = 32550 kg * 0.2kcal/kg °C * 25°C

Q4 = 162750

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