Ejercicio proceso Solvay

El importante producto químico industrial Na2CO3, se produce a partir de piedra caliza, CaCO3, sal, NaCl y coque, C, usando el proceso Solvay . En este ingenioso proceso, lareacción química hipotética:
CaCO3 + 2 NaCl → CaCl2 + Na2CO3
Que no ocurre bajo condiciones industrialmente aceptables, se efectúa indirectamente mediante una secuencia de reacciones enlas que interviene amoniaco como producto intermedio. En el diagrama de flujo mostrado en la Figura, se carga coque (supuestamente 100% carbono) y piedra caliza (supuestamente CaCO3 puro)a un horno en proporción de 3 moles de C a 4 moles de CaCO3. En elhorno, el carbono se quema completamente con aire (21% de O2 y 79% de N2):
C + O2 → CO2 (r1)
y proporciona el calor requerido para efectuar la descomposición térmica delCaCO3:
CaCO3 → CaO + CO2 (r2)
Parte de los gases de descarga del horno, que contiene 36.75% de CO2, se purgan y el resto (64%) se envía a la unidad de carbonatación. El residuo sólidodel horno, que se supone contiene únicamente CaO, se hace reaccionar con agua en una unidad llamada “apagador” para producir una solución al 35% de hidróxido de calcio, mediante lareacción:
CaO + H2O → Ca (OH)2 (r3)
Esta solución de hidróxido reacciona en la unidad de recuperación de amoniaco con la recirculación de cloruro de amonio de la unidad decarbonatación, para producir amoniaco y el subproducto cloruro de calcio (CaCl2):
2 NH4Cl + Ca (OH)2 → 2 NH3 + CaCl2 + 2 H2O (r4)
La corriente de recirculación (corriente 13) contiene 4.7 %de CO2 disuelto, 7.65% de NaCl, 61.54% de H2O y el resto los compuestos de amonio. La corriente de subproducto CaCl2 también contiene 80% de H2O y una cantidad pequeña de...