BALANCE DE MATERIA

Problema:
Un combustible se alimenta en un horno a razón de 100Lbmol/h, la combustión se hace con aire que se alimenta con 80% de exceso y que entra al horno sobrecalentado a 250 F y 1 atm depresión con 30% molar de agua, si la combustión del combustible es completa. Calcule:
a) Los grados de libertad.
b) La composición de los gases en base húmeda y base seca.
c) La cantidad de aguaeliminada por la chimenea del horno en Lbmol/h.
La composición del combustible en base molar es:
C4H10 40%
C4H8 36%
S 3%
O2 5%
N2 9%
H2O 7%

Solución:Diagrama de Flujo














Primera forma:

Solución a)
N. V. I.
N.Ec. B. I.
N. F. E.
N. C. E.
N. R.
G. L.
+17
-8
-7
-1
-1
0

Como el G.L. me resultó 0, entoncesel problema está bien especificado.
Solución b)

Hallando oxígeno teórico:

Usando

Despejando :

Entonces:

Hallando los respectivos :



Como ya hallamos los respectivos ,podemos hallar las moles de los respectivos gases de :









Entonces, como el agua es la única sustancia que sale por , por consiguiente

Hallando

Hallando la composición de losgases en base húmeda (incluye al H2O):





Hallando la composición de los gases en base seca:




Solución c)
Anteriormente hallamos la cantidad de H2O eliminada por la chimenea:Segunda forma:

N. V. I.
N.Ec. B. I.
N. F. E.
N. C. E.
N. R.
G. L.
+14
-5
-7
-1
-1
0

Como el G.L. me resultó 0, entonces el problema está bien especificado.
Oxígeno teórico:Reemplazando este valor en :

Despejando :


Entonces:





Entonces, como el agua es la única sustancia que sale por , por consiguiente








Reemplazando (2) en (1):Hallando la composición de los gases en base húmeda:





Hallando la composición de los gases en base seca:




Anteriormente hallamos la cantidad de H2O eliminada por la chimenea: