problemas de combustion

GUIA DE PROBLEMAS Nº 1

COMBUSTIÓN

1.- Un gas natural con la siguiente composición en volumen: 92 % metano, 6,5 % etano, y 1,5 % propano, se quema con un 40 % en exceso de aire. Determinar la composición de los gases de combustión (base seca).
Rta = 6,47 % O2 85,26 % N2 8,27 % CO2

2.- Una mezcla de metano y etano se quema con aire rico en oxígeno (50 % O2, 50 % N2). El análisisde los gases secos es : 25 % CO2, 60 % N2 , 15 % O2. Determinar:
a) Composición del combustible
b) Moles de aire empleado por mol de combustible
Rta. = a) 66,6 % etano, 33,4 % metano
b) 8 moles

3.-Se quema un combustible con exceso de aire obteniéndose la siguiente composición de gases: 5 % CO2, 3,5 % CO, 11,4 % H2O, 7 % O2 y 73,1 % N2. Determinar % de aire en exceso y laconversión de C en CO2.
Rta. = 36,8% de exceso, conversión: 59 %

4.- Un gas natural con la siguiente composición en volumen: 78,8 % metano, 14 % etano, 0,4 % CO2, 6,8 % N2, se quema con un 40 % de exceso de aire. El 74 % de los hidrocarburos se convierte en CO2 y el 26 % en CO. Determinar la composición de los gases de combustión.
Rta. = 5,3 % CO2, 1,9 % CO, 13,3 % H2O, 6,4 % O2, 73,1% N2

5.- Pentano puro se quema con exceso de aire, obteniéndose a la salida del horno un gas con la siguiente composición, en base seca: 4,49 % CO2, 14,38 % O2, 81,13 % N2. Determinar el % de aire en exceso.
Rta. = 200 %

6.- Dada la siguiente composición de gases secos: 6,20 % CO2, 9,91 % O2, 83,89 % N2, determinar la fórmula mínima del combustible y el % de exceso de aire empleado.Rta. = CH4, exceso 80 %

7.- Dada la siguiente composición de gases secos: 10,20 % CO2, 1,40 %CO, 2,90 % O2, 85,50 % N2, determinar la fórmula mínima del combustible, el % de conversión de C a CO2 y el % de exceso de aire empleado.
Rta. = CH3, conversión 87,93 %, exceso 10,72 %

8.- Determinar la composición de los gases de salida, en base seca, si se quema un combustible con lasiguiente composición: 80 % metano, 15 % etano, 3 % propano y 2 % butano, con un 50 % de exceso de aire, siendo la conversión de C a CO2 del 80 %.
Rta. = 6,28 % CO2, 1,57 % CO, 8,22 % O2, 83,92 % N2

9.- Un gas con la siguiente composición: 70 % metano, 5 % propano, 15 % O2 y 10 % N2, se quema en un horno, conteniendo los gases de salida 7,73 % de CO2, 79,92%de O2 y N2 y el restodesconocido. ¿Qué % de aire en exceso se usó? Rta. = 42,63 %

BALANCE DE MASA SIN REACCIÓN QUÍMICA

10.- Si se licúa el aire y se destila a bajas temperaturas se obtiene oxígeno puro. En la figura se ven las dos columnas de destilación utilizadas. Calcular:
a) el % de oxígeno de la alimentación F que se recupera en la corriente O
b) los kmol/h de A si la corriente O es de 100 kmol/h
Composiciónde las corrientes: F = 79 % N2, 21 % O2; A = 60 % N2, 40 % O2 ; B = 99 % N2, 1 % O2; O = 0,5 % N2, 99,5 % O2; N = 99 % N2, 1 % O2


N: 99 % N2
1 % O2


B: 99 % N2
1 % O2O: 0,5 % N2
99,5 % O2



F: 79% N2
21 % O2




Rta. = a) 96,2 %; b) A = 252,56 kmol/h

11.- Para el sistema de recuperación de acetona que se muestraen el diagrama, determinar el flujo másico de cada corriente y la composición de G.
Datos: F = 1,5 % molar de acetona en aire; H = 1200 lb/h de agua; D = 1000 lb/h, 99 % acetona, 1 % agua; A = aire; W = 5 % acetona, 95% agua
Los % de las corrientes en estado líquido están en masa.


H








F G


Rta. = A = 35579,67 lb/h, F...