Trabajo Contaminación Atmosferica

Ejercicio nº 3B
Una central térmica, con ciclo Rankine cuya potencia es de 25 Mw eléctricos tiene un rendimiento global del 30%, como combustible utiliza un residuo vegetal cuya composición (% enpeso base seca) es la siguiente:
C – 49 S – 0,06
H – 6,12 O – 44,48
N – 0,34

1.- Consumo diario de combustible:
Calculamos el Poder calorífico superior (PCS) con la fórmula de Dulong.Q= 81 x C + 290 x H-O8+ 25x S
Donde C, H, O y S son los porcentajes en peso de carbono, hidrógeno, oxígeno y azufre respectivamente.
Q (Kcal/kg) = 81x49 + 290x [6.12 – (44.48/8)] + 25x0.06
Q=4132.9kcal/kg= PCS
Ahora calculamos el poder calorífico inferior (PCI):
PCI=PCS – m H2O/m combustible x λ
Donde lambda es el poder calorífico del agua:
PCI= 4132.9 kcal/kg – 35kg H2O/100 kg comb x 540kcal/kg H2O.
PCI=3943.9 kcal/kg combustible
Ahora obtendremos la potencia térmica (PT):
PT= Potencia eléctrica/µ= 25(Mw)x 106 (J/s) x1/ 0.3= 83.3x106 J/s
PT=19904.42 kcal/s

Con los datosobtenidos calculamos el consumo diario de combustible:
X (kg comb/s) x PCI (Kcal/kg comb) = PT (kcal/s)
X (kg comb/s) = PT (kcal/s)/ PCI(kcal/kg comb)= 19904.42/3943.9= 5.047 kg comb/s
X=5.047 kg comb/sx 86400s/1 día = 436060.8 kg comb/día

2.- Calcular la composición de los gases de combustión (al 6% de oxígeno) suponiendo que tanto el azufre como el nitrógeno se oxidan, respectivamente, a SO2 yNO2

Partiendo de una base de cálculo de 100 kg/s
C= 49 kg C/s12 kg C/atomo=4,083 katomo C/s

H2= 6,12 kg H2/s2 kg H2/kmol=3,06 kmol H2/s

N2= 0,34 kg N2/s 28 kg N2/kmol=0,012 kmolN2/s

S= 0,06 kg S/s32 kg S/katomo=0,001875 katomo S/s

O2= 44,48 kg O2/s32 kg O2/kmol=1,39 kmol O2/s

Reacciones:
C + O2 CO2 4,083 kmol CO2/s
H2 + 0,5 O2 H2O 3,06 kmol H2O/s
N2 +2O2 2NO2 2 · (0,012) = 0,0242 kmol NO2/s
S + O2 SO2 0,001875 kmol SO2/s

Consumo de Oxigeno = 4,083 + (0,5· 3,06) + 0,0242 + 0,001875 – 1,39 = 4,249 kmol O2/s
Ahora calculamos el exceso de...