Taller de combustion -Balance de Materia

PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA – BALANCE DE MATERIA

TALLER DE BALANCE DE MATERIA CON REACCIÓN QUÍMICA: COMBUSTIÓN

1. Un gas que contiene 80% de C2H6 y 20% de N2 se quema en un motor con un 50% exceso de aire. El ochenta por ciento del etano va al CO2, el 10% a CO y el 10% permanece sin quemar. ¿Cuál es la cantidad de aire en exceso alimentado por cada 100 moles de gas?
2. Se alimentan a una celda de combustión en forma continua 16 kg de metano (CH4) y 300 kg de aire (21% O2, 79% N2). Si en la corriente de los gases de chimenea se detecta sólo CO2, N2, O2 y H2O, calcule la composición de la corriente. ¿Cuál fue el % de exceso del aire alimentado?
3. Un combustible de hidrocarburos se quema con exceso de aire. El análisis Orsat del gas de combustión muestra 10,2% de CO2, 1,0% de CO, 8,4% de O2 y 80,4% de N2. ¿Cuál es la relación atómica de H a C en el combustible?
4. Se quema propano (C3H8) con 12% de aire en exceso. El porcentaje de conversión del propano es de 95%; del propano quemado, 15% reacciona para formar CO y el resto para formar CO2. Calcule la composición del gas de combustión en base seca y en base húmeda.
5. Se quema carbono puro con aire. Los gases de combustión contienen CO, CO2, N2 y O2 en las siguientes relaciones molares: mol de N2/mol de O2 = 7,18, y mol de CO/mol de CO2 = 2. Calcular el porcentaje de exceso de aire utilizado.
6. Un gas combustible formado por metano y propano se quema completamente con aire, el cual se suministra en exceso. El análisis Orsat del gas de chimenea es el siguiente: CO2 10,57%; O2 3,79%; N2 85,64%. Calcúlese la composición molar del gas combustible.
7. Un gas combustible que contiene 97% molar de metano y 3% molar de nitrógeno, se quema con aire suministrado con un exceso del 200%. El 85% del metano se transforma en CO2, el 10% en CO y el restante 5% no se quema. Calcule la composición de los gases de chimenea en base seca y base húmeda por cada 100 moles del combustible alimentado.
8. Un horno que opera en estado estacionario quema 1 millón de pies cúbicos estándar por día de gas natural proveniente del campo costa afuera Chuchupa, situado en el departamento de La Guajira, con 23 millones de pies cúbicos estándar por día de aire. Los únicos compuestos perceptibles en el gas de combustión son CO2, H2O, O2 y N2. La composición del gas natural en porcentaje molar es: 96,91% metano, 1,33% etano, 0,19% propano, 0,05% butano, 0,02% pentano, 0,82% dióxido de carbono y 0,68% nitrógeno. ¿Cuál es la relación de flujo (kg mol/h) y la composición (% molar) del gas de combustión?
9. Una compañía de energía opera una de sus calderas con gas natural y la otra con aceite. El análisis de los combustibles es: Gas natural: 96% molar de CH4, 2% molar de C2H2 y 2% molar de CO2; Aceite: (CH1,8)n. Los gases de chimenea de ambas calderas entran al mismo ducto y el análisis Orsat del gas combinado es: 10% molar de CO2, 0,63% molar de CO, 4,55% molar de O2 y 84,82% molar de N2. Calcular los gmol de gas natural por cada gramo de aceite suministrado.

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