Problemas De Balance De Materia

PROBLEMAS DE BALANCE DE MATERIA GRUPO: (A) EXPONER EL JUEVES 11/ JULIO/ 2019 Q-5 DE 11AM – 1PM PRACTICA CALIFICADA Grupo 1: (4.13.26) El SO2 se oxida a SO3 en un reactor pequeño de una planta piloto. Se alimenta el reactor con SO2 y 100% de aire en exceso, a 450 °C. La reacción procede hasta una conversión de 65% de SO2, y los productos salen del reactor a 550° C. La velocidad de producción de SO3 es 100 kg/h. El reactor está rodeado por un refrigerante de agua, el cual se alimenta con agua a 25°C. Calcúlese la velocidad de flujo mínimo del agua de enfriamiento, si el aumento de temperatura del agua debe mantenerse debajo de los 15° C.

Grupo 2:(4.1324) El heptano normal produce tolueno mediante la siguiente reacción: C7H16 (g) → C6H5CH3 (g) + 4 H2 (g) Si se obtiene un rendimiento de 35% con respecto al teórico en las condiciones mostradas en la figura, ¿qué cantidad de calor se requiere en el proceso por cada 1000 lb de tolueno producidas? Puede tomarse la capacidad calorífica media del heptano gaseoso para las condiciones del proceso como 62 cal/(gmol °C).

Grupo 3: (4.13.28) El coque puede convertirse a CO mediante la reacción: CO2 + C = 2 CO Se alimenta al reactor un coque que contiene 84% de C y el resto cenizas no combustibles, junto con una cantidad estequiométrica de CO2; el coque se alimenta a 25° C, mientras que el CO2 entra a 2200° C. Se proporciona calor al reactor a un ritmo de 2728 Btu/lb de coque alimentado. Los productos gaseosos y el desecho sólido (la ceniza y el C que no se quemó) abandonan el reactor a 1000° C. Calcúlese el porcentaje de C en el coque que se convierte a CO. CP de la ceniza = 0,253 cal/g °C

Grupo 4: (4.13.29) Se quema metanol líquido con 100% de aire en exceso. El ingeniero que diseña el horno debe calcular la temperatura más alta que deben soportar las paredes del mismo, de manera que pueda seleccionar un material apropiado de

construcción. Efectúe este cálculo, suponiendo que se suministra el metanol a 25 °C y que el aire entra a 100 °C Grupo 5: (4.13.23) Considérese la oxidación del amoníaco: 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g).

Un reactor se alimenta con 100 gmol NH3/h y 200 gmol O2/h, a 25 °C, en donde el amoníaco se consume completamente. El flujo de productos sale como un gas a 300 °C. Calcúlese el calor transferido hacia o desde el reactor, suponiendo que el proceso se efectúa, aproximadamente, a 1 atmósfera. Grupo 6: (4.13.15) Se alimenta un intercambiador de calor con 1000 kg aire/min a 24° C y con una humedad absoluta de 0,01 kg agua/kg as. Este aire se calienta usando vapor de agua saturado a 5 psig el cual se condensa en el intercambiador. El aparato está perfectamente aislado. La temperatura del aire saliente es 27° C. Calcúlese el flujo másico de vapor.

Grupo 7: (4.13.14) Un secador que opera a presión atmosférica seca 10 toneladas por día de grano húmedo a 21° C desde una humedad del 10% (base húmeda) hasta una humedad de 1% (base húmeda). El flujo de aire es en contracorriente con respecto al flujo de grano y entra a 107° C de bulbo seco y 43° C de bulbo húmedo, para salir saturado a 52° C de bulbo seco. No hay pérdidas de calor en el secador. El grano se descarga a 43°C. Los calores específicos del grano que entra y sale son respectivamente 0,253kcal/(kg°C) y 0,180 kcal/(kg °C). Determínese el calor suministrado al secador, si la operación es continua.