Balance de energia

39. (Examen septiembre 2007/08). Una corriente de hidrógeno que contiene 4% en
moles de agua se quema completamente en un horno con un 32% en exceso de aire. Calcule la composición de los gases desalida.

40. Una empresa es contratada para comprobar el comportamiento de una
chimenea. Explica que cuando el contenido en CO2 en los gases de salida aumenta por encima del valor del 15% (en moles)es peligroso para la salud, contrario al reglamento de emisiones y provoca que la chimenea no funcione correctamente. Supóngase que se alimenta Gas Natural, cuyo contenido en metano es del 100% y quees suministro de aire se ajusta para disponer de un exceso de aire del 130%. Se desea saber si el funcionamiento de la chimenea cumple con la ley. Respuestas

39.

21% O2
Aire 32% exceso

79%N2 4% H2O 96% H2 O2 15.36 moles

R

N2 238.35 moles H2 0 moles H2O 100 moles

Tomamos como Base de Cálculo 100 moles en la corriente de H2. H2 + O2 Oxigeno necesario:
1 molO 2 96molesH 2 ∗ 2 =48molesO2 1molH 2

H2O

Tenemos un 32% en exceso O2 total (En la entrada):
48molesO2 + 48molesO2 ∗ 32 = 63.36molesO2 100

N2 total:

63.36molesO2 ∗

79molN 2 = 238.35molesN 2 (El nitrógenono reacciona) 21molO2

Como la corriente de hidrógeno se quema totalmente no tenemos H2 ( H2 0 moles ) en la corriente de salida y el oxigeno que tenemos en los gases de chimenea es: Balance O2:El oxigeno sobrante en el que está en exceso en el aire, ya que reacciona todo el H2.
48molesO2 ∗ 32 = 15.36molesO2 100

Balance H2O E − S + R = 0; S = E + C = 100 moles H O
R = 96molesH 21molesH 2O = 96molesH 2O 1molH 2

COMPOSICIÓN (EN BASE HUMEDA) Base calculo (moles) Porcentaje en base húmeda O2 N2 H2 H2O TOTAL 15.36 238.35 0 100 353.71 4.34% 67.39% 0% 28.27 % 100%

40.

21% O2Aire 130% exceso

79% N2 100% CH4 (Metano) N2 1730.48 moles 200 moles

C

H2O

CO2 100 moles O2 260 moles Suponemos una combustión total del metano: CH4 + 2O2 Base de Cálculo: 100 moles de...