Balan o

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO
GRANDE DO SUL
FACULDADE DE QUÍMICA INDUSTRIAL

BALANÇO DE MASSA E
ENERGIA

Alunos: Estevão Grams e Paula Ortiz

Porto Alegre, 2 de julho 2014

EXERCÍCIO – INTRODUÇÃO A ENG.QUÍMICA E AMBIENTAL – LISTA
DE EXERCÍCIOS 4 – PROF. RODRIGO L. BONIFÁCIO
100 g.mol de um gás natural contendo 95% em mols de metano e o restante em etano é queimado com 25% de excesso de ar. O gás de chaminé (gases de saída da combustão), que sai da câmara de combustão está a 900°C e 1 atm, e não contem hidrocarbonetos, nem CO.
Este gás, antes de ser liberado para a atmosfera, é resfriado até 500ºC em um trocador de calor, para recuperação parcial de energia.

a) Calcule as vazões dos gases de saída (gás de chaminé). Considere que a composição molar do ar é 79% N2 e 21% O2.
b) Calcule a quantidade de calor (kJ) que será transferida do gás, no trocador de calor, para que o resfriamento indicado (de 900ºC para 500ºC) seja atingido.
Desconsidere mudanças na energia cinética e potencial.

DADOS:

CONVERSÕES:

FLUXOGRAMA:

BALANÇO DE MASSA
1° PASSO: QUANTIDADES DE CO2 PRODUZIDA PELA COMB.
COMPLETA DOS HC.

BALANÇO DE MASSA
2°PASSO: QUANTIDADE DE O2 PRODUZIDA PELA COMB.
COMPLETA DOS HCS.

Para descobrirmos o número de mols de O2 e N2, é necessário fazer os seguintes cálculos:
OBS: temos 25% de excesso de ar, logo:
207,5 ÷ 0,21 = 988,1 mols de ar;
988,1 x 1,25 = 1235,125 mols de ar;
N° de mols de N2: n° de mols de ar x fração molar N2
1235,125 x 0,79 = 975,7mols de N2
N° de mols de O2 n° de mols de ar x fração molar O2
1235,125 x 0,21= 259,37 – 207,5 = 51,87 mols de O2

N° de mols de H2O:

BALANÇO DE ENERGIA
Determinação de ∆Hr:
∆Ĥ = ∆Ĥf°
∆H = ∑ n saída Ĥ saída - ∑ n entrada Ĥ entrada

OBS: reação de 900 °C resfriada à 500°C

Cálculo:

SAÍDA
ENTRADA

∆H = (105.21,34) + (205.17,01) + (51,87.15,03) + (975,7.14,24) –
(105.42,94) +(205.33,32) + (51,87.28,89) + (975,7.27,19)
∆H = 20.401,3 – 39.367.1= - 18.965,8 kJ

OBRIGADO