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ANÁLISIS DE CASO DORA MARÍA
Dora Rodriguez
Created on July 10, 2024
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Transcript
Fundamentos de la ingeniería ambiental
maESTRÍA EN INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA AMBIENTAL ALUMNA: DORA MARÍA RODRÍGUEZ SÁNCHEZ 010704183 ANÁLISIS DE CASO Unidad 2. Balance de materia, energía y reacciones ASESOR: CAROLINA GUMETA CHÁVEZ 10 DE JULIO DE 2024
ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea
En una combustión se pueden producir CO2 y CO (SO2 y NO2, NOX). Cuando ello sucede, la combustión se denomina incompleta. Pero si todo el carbono que posee el combustible se convierte en CO2 la combustión se llama combustión completa. La combustión completa entre un alcano (hidrocarburo con todos sus enlaces sencillos) y oxígeno se representa por la reacción con la siguiente ecuación química:
C(n)H(2n+2) + (3n+1)/2 O2 -> (n) CO2 + (n+1) H2O
Como el gas de chimenea contiene agua, su composición puede expresarse de dos maneras: en base húmeda y en base seca. El término composición en base húmeda indica las fracciones molares de los componentes de una mezcla gaseosa incluyendo el agua y el término composición en base seca indica las fracciones molares del mismo gas sin considerar el agua que contiene.
Como en una reacción de combustión el reactivo más barato es el aire, éste se suministra en cantidad mayor a la necesaria.
HIPÓTESIS:
- Se quema carbono puro con aire. Los gases de combustión contienen CO, CO2, N2 y O2 en las siguientes relaciones molares:
- Moles de N2/mol de O2=7.18 y
- Moles de CO/mol de CO2=2
FIGURA 1.
ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea
TÓPICOS A DESARROLLAR
Calcular el porcentaje de exceso de aire utilizado
El "aire en exceso" se refiere a la cantidad de aire suministrada en una reacción de combustión que excede la cantidad teórica necesaria para una combustión completa.
Coloca los elementos proporcionados en el diagrama de flujo para el balance (figura 1).
Diagrama de flujo que muestre la entrada de carbono y oxígeno, la salida de CO2, CO, N2 y posiblemente O2.
define Oxígeno teórico
El oxígeno teórico, en el contexto de una reacción de combustión, se refiere a la cantidad de oxígeno que teóricamente se requiere para una combustión completa de un determinado combustible.
diferencia entre aire teórico y aire en excesO
La diferencia entre el "aire teórico" y el "aire en exceso" está relacionada con la cantidad de aire que se suministra en una reacción de combustión en comparación con la cantidad teórica necesaria para una combustión completa.
El porcentaje de aire en exceso: % de aire en exceso = [(Moles de aire que entran – moles de aire teórico)/moles de aire teórico] X 100
ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea
ecuación para calcular el porcentaje de aire en exceso
Para calcular el porcentaje de aire en exceso en una reacción de combustión, se puede utilizar la siguiente ecuación:
PASO 2.
PASO 1.
ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea
Calcular el porcentaje de exceso de aire utilizado
Carbono + aire = CO + CO2 + O2 + N2 79% de N2 21% de O2 Llamaremos a la cantidad de aire que entra igual a A
Base de cálculo y balances de masa
Establecemos la base de cálculo, la cual es la cantidad sobre la cual se hace el balance de materia. Base de cálculo: 1 kg mol de Carbono Todos los balances de masa por cada sustancia ( CO, CO2, O2,N2) tienen la forma: Entrada= salida
ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea
Balances de masa
CONTINUIDAD Balances de masa
ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea
CONTINUIDAD
ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea
FINALIZACIÓN
ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea
ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea
Coloca los elementos proporcionados en el diagrama de flujo para el balance (figura 1).
Levenspiel, O. (2002). El omnilibro de los reactores químicos. Editorial Reverté, S.A. Metcalf & Eddy, Inc., & Tchobanoglous, G. (2003). Ingeniería de aguas residuales: tratamiento, vertido y reutilización (4a ed.). McGraw-Hill Interamericana. Felder, R. M., & Rousseau, R. W. (2005). Elementary Principles of Chemical Processes. Wiley. Bird, R. B., Stewart, W. E., & Lightfoot, E. N. (2007). Transport Phenomena (2nd ed.). Wiley.