Gu A N 5 Balances Metal Rgicos Con Energ A

GUÍA DE EJERCICIOS Nº5
BALANCES METALÚRGICOS CON ENERGÍA

1. El calor neto del combustible es de 8359 kcal/kg, se usa un 18% de aire en exceso y no existe oxígeno en los gases de salida. El metalentra a 298K y dejan el horno a 1200K a una tasa de 130 Ton/h. Los gases dejan el horno a 1700K. El combustible es suministrado a razón de 100 kg/h y contiene 85%C, 14% H y 1% S. Calcule:
a) Lapérdida de calor
b) La eficiencia térmica. Considere una capacidad calórica media de los gases de 1.05 kJ/kg/K. Para el acero considere un valor de 10.12 kcal/g-mol
c) Que ocurre con la pérdida de calor sino se suministra combustible? Aumenta o disminuye? Calcule y obtenga un valor
d) La eficiencia térmica cambiaría si la composición del combustible cambia por 75%C, 17% H y 8% S?

2. Determine la TRApara la combustión de un gas compuesto por: 92% CH4, 1.3% CO2 y 6.7% N2, cuando:
a) Se usa aire
b) Se usa aire precalentado a 1000K y
c) Se usa aire enriquecido a 30% O2. Gas y el aire (de a) y c))entran a 298K
Tome como datos:
H°f,CO2 = -94.05 cal/mol
H°f,H2O = -57.80 cal/mol
H°f,CH4 = -17.89 cal/mol
CpCO2 = 10.57+2.1×10-3T-2.06×105T-2 cal/mol/K
CpH2O = 7.30+2.46×10-3T cal/mol/K
CpN2 =6.38+0.9×10-3T-0.12×105T-2 cal/mol/K

3. El vanadio es producido desde minerales por la reducción del óxido V2O5, con Ca metálico en un reactor. La reacción siguiente muestra tal reducción: 5Ca + V2O5 5CaO + 2V
Con el fin de adsorber parte del calor en exceso evolucionado desde la reacción anterior, se agrega SiO2 a una mezcla estequiométrica de reactante. Este SiO2 se combina con el CaO paraformar un silicato: CaO + SiO2 = CaO*SiO2
Si 5 moles de SiO2 son agregados a la mezcla estequiométrica original del Ca y V2O5, por mol de V2O5, calcule la TRA de los productos. La temperatura inicial detodos los reactantes es de 298K.
Datos:
H°f,V2O5 = -371800 cal/mol
H°f,CaO(s) = -151900 cal/mol
H°f,SiO2(s) = -203400 cal/mol
H°f,CaO*SiO2(s) = -378600 cal/mol
Hfusión,V(l) = 3500 cal/mol...