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Mensaje 15 Mar 13, 12:21  29976 # 1



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Univérsitas

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Univérsitas 

Registro: 15 Mar 13, 11:37
Mensajes: 1
Mi nombre es: Isabel González
_____________Situación_

Nivel Estudios: Universitari@
País: España
Ciudad: Ciudad Real
Género: Femenino

______________________
Buenos días a tod@s, os propongo un problema que me trae de cabeza y que no soy capaz de resolver, es de la asignatura Ciencia y Tecnología del Medio Ambiente, que por afinidad y por gusto decidí matricularme como libre elección pero me trae en algunos momentos bastante mareada... Ahí va el ejercicio que me han propuesto.

"Una caldera de generación de vapor de agua quema un combustible líquido con exceso de aire a razón de 1 tonelada/hora. La composición del combustible es del 84'9% Carbono; 13'1% Hidrógeno, 1'6% Azufre y 0'4% inertes. El caudal medio del aire junto con los gases de combustión que salen por la chimenea es de 20.000 m3/h a 25ºC y 101'3 kPa; se pide:

A) Calcular las cantidades de SO2 y CO2 emitidas expresadas en kg/día. Considerando la composición del aire que es del 21% O2 y 79% N2 y gases nobles.

B) Evaluar si la instalación cumple con el valor límite de emisión de SO2 fijado en 1200 mg/m3.

C) En el caso de que la emisióin de SO2 supere el límite fijado ¿Qué cantidad de CaCO3 expresada en kg/día sería necesria para rebajar las emisiones al 50% del valor límite? Se considera que la eficienda del proceso de retención del SO2 es del 80%

Gracias, este favor no tiene precio, un cordial saludo. Isabel
          
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Mensaje 15 Mar 13, 18:32  29978 # 2


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Asidu@ Amig@

______________Detalles_
Asidu@ Amig@ 

Registro: 27 Oct 11, 19:00
Mensajes: 774
_____________Situación_

Nivel Estudios: Licenciad@
País: España
Ciudad: León
Género: Masculino

______________________
A)

Masa de C quemada = 849 kg/h

C + O2   →   CO2

Dado que la relación entre las masas molares del CO2 y del C es 44/12, la masa de CO2 será

m (CO2) = 849 · 44/12 = 3113 kg/h = 74712 kg/día

Masa de S quemada = 16 kg/h

S + O2   →    SO2

Dado que la relación entre las masas molares del SO2 y del S es 64/32, la masa de SO2 será

m (SO2) = 16 · 64/32 =  32 kg/h = 768 kg/día

B)

La concentración de SO2 en la chimenea, en mg/m3, será

32 (kg/h) · 106 (mg/kg)  / 20000 (m3/h) = 1600 mg/m3 (sobrepasa el límite de 1200 mg/m3)

C)

La reacción que ocurre es

SO2 + CaCO3   →   CaSO3 + CO2

En exceso de oxígeno, como es el caso, se formaría posteriormente CaSO4, pero esto no afecta a nuestro cálculo:

El 50% del valor límite es 0.5 · 1200 = 600 mg/m3, así que deberemos fijar 1600 - 600 = 1000 mg/m3 de SO2 (1 g/m3). En total,

1 g/m3 · 10-3 kg/g · 20000 m3/h = 20 kg/h

Puesto que la reacción entre el CaCO3 y el SO2 se verifica mol a mol, y teniendo en cuenta que la relación de masas molares es 100/64, harán falta

                100
20 kg/h · ------- = 31.25 kg/h de CaCO3
                 64

Como la eficiencia de esta reacción es del 80%, la masa real necesaria será

31.25 kg/h · 100/80 = 39.1 kg/h

que en un día representan

39.1 kg/h · 24 h/día = 938.4 kg/día

Saludos
          
       


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