Balance De Materia

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
a) % 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% dehumedad
4.65kg __________ x%

b) % 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 medioambiente

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 (1KcalKg °C) (100 – 20) + 4900 (540KcalKg °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 kgladrillo seco – 1050 kg de humedad = 31500 kg de ladrillo cocido o quemado

CARBÓN
* Energía necesaria para quemar 1Kg de ladrillo (humedad = 3%) (Cp ladrillo = 0.2KcalKg °C)

a) Q1 = mCp T + mQ latente de vaporización
Q1 = 0.03 kg agua (1KcalKg °C) (100 - 20) + 0.03 (540KcalKg °C)
Q1 = 18.6 kcal Energía para evaporizar el agua, con T° inicial = 20°C

b) Q2 = mCp T
Q2 = 1kg(0.2KcalKg °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 Kg1 Ladrillo x 214.6 kcal1 kg x 1kg carbon7800 kcal = 895.54 kg de carbón

LEÑA
* Energíanecesaria para quemar 1Kg de ladrillo (humedad = 3%) (Cp ladrillo = 0.2KcalKg °C)

c) Q1 = mCp T + mQ latente de vaporización
Q1 = 0.03 kg agua (1KcalKg °C) (100 - 20) + 0.03 (540KcalKg °C)
Q1 = 18.6 kcal Energía para evaporizar el agua, con T° inicial = 20°C

d) Q2 = mCp T
Q2 = 1kg (0.2KcalKg °C) (1000 – 20)
Q2 = 196 Kcal Energía necesaria para calentar el ladrillo hasta1000°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 Kg1 Ladrillo x 214.6 kcal1 kg x 1kg leña3702.02kcal = 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 + O2CO2
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 |...