ANÁLISIS DE CASO DORA MARÍA

maESTRÍA EN INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA AMBIENTALALUMNA: DORA MARÍA RODRÍGUEZ SÁNCHEZ010704183ANÁLISIS DE CASO Unidad 2. Balance de materia, energía y reaccionesASESOR: CAROLINA GUMETA CHÁVEZ10 DE JULIO DE 2024

Fundamentos de la ingeniería ambiental

FIGURA 1.

• 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

HIPÓTESIS:

Como en una reacción de combustión el reactivo más barato es el aire, éste se suministra en cantidad mayor a la necesaria.

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.

C(n)H(2n+2) + (3n+1)/2 O2 -> (n) CO2 + (n+1) H2O

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:

ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea

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.

diferencia entre aire teórico y aire en excesO

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.

define Oxígeno teórico

Diagrama de flujo que muestre la entrada de carbono y oxígeno, la salida de CO2, CO, N2 y posiblemente O2.

Coloca los elementos proporcionados en el diagrama de flujo para el balance (figura 1).

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.

Calcular el porcentaje de exceso de aire utilizado

TÓPICOS A DESARROLLAR

ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea

Para calcular el porcentaje de aire en exceso en una reacción de combustión, se puede utilizar la siguiente ecuación:

ecuación para calcular el porcentaje de aire en exceso

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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

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

Base de cálculo y balances de masa

Carbono + aire = CO + CO2 + O2 + N2 79% de N2 21% de O2 Llamaremos a la cantidad de aire que entra igual a A

Calcular el porcentaje de exceso de aire utilizado

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PASO 1.

PASO 2.

Balances de masa

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CONTINUIDAD Balances de masa

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CONTINUIDAD

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FINALIZACIÓN

Coloca los elementos proporcionados en el diagrama de flujo para el balance (figura 1).

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BILIOGRAFÍA

ANÁLISIS DE CASO. Análisis de la combustión de gases en una chimenea

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.