Test de minimos aire
Kamila MattgeExamen11 de Septiembre de 2018
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID ESCUELA TÉCNICA SUPERIOR DE INGENIEROS INDUSTRIALES[pic 1]
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TEST DE MÍNIMOS 12 de enero de 2018
ASIGNATURA: CALIDAD DEL AIRE
Master Universitario en Ingeniería Ambiental / Ingeniería Química
SOLUCIÓN
- Una central térmica de ciclo combinado consume 37113 m3/h de gas natural con un PCI de 38,8 MJ/m3 y una densidad de 0,8 kg/m3. Si dicho combustible contiene un 75% de C en peso y la combustión es perfecta, calcular la emisión anual de CO2 (kt/año) si la planta opera durante 3450 h/año.
e = consumo( | kt | ) ⋅ | 44t CO | ⎛ | h ⎞ | ||
fC ⋅ | 2 | ⋅ n⎜ | ⎟ | ||||
h | 12t C | ||||||
⎝ año ⎠ |
3 | ⎛ | ⎞ | ||||||||||||||||||
e = 37113 | m | ⋅ 0,8 | kg | kt | ⋅ 0,75 | t C | ⎜ 44t CO2 | ⎟ | ⋅ 3450 | h | = 281,69 | kt CO2 | ||||||||
⋅ | ⋅ ⎜ | ⎟ | ||||||||||||||||||
h | m | 3 | 1⋅10 | 6 | kg | t | 12t C | año | año | |||||||||||
⎝ | ⎠ |
- La concentración de CO en la chimenea (hg = 60 m, D = 1,8m) de una incineradora de residuos se ajusta al VLE establecido en su AAI, que es de 450 mg/Nm3 (en base seca y un 5% de concentración de O2). Los gases salen a presión atmosférica, una temperatura de 200,3 ºC y una velocidad de 21,9 m/s (con una concentración de oxígeno del 11,4% y una humedad del 13,7%).
- Calcular la concentración de CO en chimenea en las condiciones de operación (mg/m3)
T | 100 − H | 21− [O %] | VRe f | ⎛ TRe f | 100 − HOp | 21−[O2 %]Op | ⎞ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
V | = V | Re f | Op | 2 | Op | ⇒ COp = CRe f | ⋅ | = CRe f | ⋅ ⎜ | ⎟ | |||||||||||||||||||||||||||||||||
V | 100 − H | 21−[O %] | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Re f | Op | 100 − H | 21− [O %] | ⎜ T | Re f | ⎟ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T | Re f | Op | ⎝ | Op | 2 | Re f | ⎠ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Op | 2 | Re f | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
⎛ | ⎡ | 11,4 | ⎤ ⎞ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
⎜ | 273,15 K | 100 −13,7 | 21− ⎢100 | ⎥ ⎟ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
mg | 100 | − 13,7 | mg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
= 450 | ⎜ | ⎣ | ⎦ ⎟ | = 109,1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
⋅ ⎜ | ⎟ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nm3 | (200,3 + 273,15) K | 100 − 0 | 21−5 | m3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
⎜ | ⎟ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
⎝ | ⎠ |
b) Calcular la emisión anual de CO si la planta opera 8000 h/año (t/año)
= (Q | )⋅ C | ⋅ n = (S ⋅ v | )⋅ C | ⎛ π | 2 | ⎞ | ||||||||
Q | ⋅ n = ⎜ | ⋅ D | ⋅ v | ⎟ | ⋅ C | ⋅ n | ||||||||
4 | ||||||||||||||
másico anual | gases (op) | op | s | op | ⎝ | s | s ⎠ | op |
Q | ⎛ | π | ⋅1,8 | 2 | m | 2 | ⋅ 21,9 | m ⎞ | ⋅109,1 | mg | ⋅ 3600 | s | ⋅ 8000 | h | ⋅1⋅10 | −9 mg | = 175,1 | t | |
= ⎜ | ⎟ | ||||||||||||||||||
4 | m3 | h | año | t | año | ||||||||||||||
CO | ⎝ | s ⎠ |
- El AQI de la US EPA establece que una concentración octohoraria de O3 por debajo de 65 ppb es aceptable. ¿A qué concentración (µg ∙m-3) corresponde dicho valor en las condiciones de referencia establecidas en la Directiva Europea (293 K y 101,3 kPa).
Pesos atómicos (g/mol): O = 16 R = 8,31447∙10-3 m3∙kPa∙K-1∙mol-1
Una concentración de 65 ppb de O3 implica que hay 65∙10-9 m3 de O3 por cada m3 de aire; se trata únicamente de calcular la masa de dicho volumen de O3:
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