Problemas de ingenieria ambiental bloque iii

Problemas-Ingeniería ambiental-Bloque III

Balances de materia Balances de energía

1.- Se desea preparar una pintura al agua con la siguiente composición: 7% de pigmento, 20% de resina y 73% de agua. La pintura se prepara a partir de una pasta de pigmento con un 50% de agua, una resina con un 10% de agua y una corriente adicional de agua. Calcular el consumo de materias primas por cada 100kg de pintura producida. S: Pasta de pigmento = 14 kg; Resina con agua = 22.22 kg; Agua adicional = 63.78 kg 2.- Un evaporador, que opera en régimen estacionario, se alimenta con 50000 kg/día de una disolución acuosa que contiene 8% de NaOH y 10% de NaCl. Del evaporador salen tres corrientes: V = vapor de agua puro, C = una suspensión que contiene 95% de cristales de NaCl y 5% de la disoluciónconcentrada que sale como corriente S, cuya composición es 50% de NaOH, 2% de NaCl y 48% de H2O.Todos los porcentajes están expresados en % en peso. Calcúlense los flujos, en kg/d, de las corrientes V, C y S.

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V EVAPORADOR S C

S: V = 37160 kg/d; S = 7745.3 kg/d; C = 5094.7 kg/d 3.- En una columna de destilación se separa una mezcla equimolar de etanol, propanol y butanol, en una corriente dedestilado que contiene 2 moles de etanol y nada de butanol por cada 3 moles de destilado, y una corriente de fondos que no contiene etanol. Para una alimentación de 1000 kg/h calcule: a) Composición de la corriente de destilado en % másico. b) Caudal de la corriente de destilado en kg/h. c) Composición de la corriente de fondos en % másico. d) Caudal de la corriente de fondos en kg/h. e)Porcentaje de propanol en la corriente de destilado respecto al propanol inicial. S: a) 60.53% Etanol, 39.47% Propanol; b) 422.27 kg/h; c) 28.84% Propanol, 71.16% Butanol; d) 577.73 kg/h; e) 50% 4.- Los disolventes utilizados en operaciones industriales pueden llegar a convertirse en contaminantes importantes si no se tratan de forma adecuada. Un estudio cromatográfico de los gases provenientes de unaplanta de combustión instalada en una fábrica de fibras sintéticas arrojó el siguiente análisis en base molar CS2:40%; SO2:10%; H2O: 50%; se ha sugerido que se disponga del gas quemándolo con un exceso de aire. Los productos de la combustión gaseosa se arrojan entonces al aire a través de una chimenea. Los reglamentos locales en cuanto a la contaminación del aire establecen que ningún gas decombustión debe superar el 3% de SO2 (base seca), análisis promediado en un periodo de 24 horas. ¿Calcular el porcentaje de aire en exceso que se debe utilizar para quedar dentro del reglamento? S: 423.25% 5.- Se mezcla etano con oxígeno para obtener un gas de composición 80% de C2H6 y 20% de O2 que después se quema con un 200% en exceso de aire sobre el necesario realmente (consumido). El 80% del etanopasa a CO2, 10% pasa a CO y 10% permanece sin quemarse. Calcular la composición del gas de salida en base húmeda. S: %C2H6 = 0.22; %O2 = 14.00; %N2 = 75.87; %CO2 = 3.53; %H2O = 5.95; %CO2 = 0.44.

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6.- En una central térmica se queman diariamente 80 t de carbón de hulla cuya composición (% en peso) es lasiguiente: (C: 65.4%, H: 5.3%, S: 1.1 % y Cenizas: 28.2%). Si se utiliza un 25% en exceso del aire teóricamente requerido (estequiométrico), calcular: a) La composición de los gases de salida, en % molar, en base seca y en base húmeda. b) La producción anual de cenizas. c) El número de toneladas de CO2 que lanza la central térmica al aire en un año. d) El número de toneladas de ácido sulfúrico quepodrían obtenerse, en un año, con el SO2 formado durante la combustión. Suponer que la combustión es completa y que no se arrastra carbón con las cenizas. S: a) Seca: %O2 = 4.34; %N2 = 81.67; %CO2 = 13.9; %SO2 = 0.09; Húmeda: %O2 = 4.07; %N2 = 76.5; %CO2 = 13.02; %SO2 = 0.08; %H2O = 6.33; b) 8234.4 t/año; c) 70021.6 t/año; d) 983.675 t/año 7.- Se desea eliminar acetona de una corriente de aire...