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BALANCES DE MASA Y ENERGÍA

 

RODRIGO LONDOÑO GARCÍA

 

 

 

 

 

32 

Balances de masa y energía 

1.9.7

  El producto gaseoso de una planta de gasificación de carbón de hulla consiste en 60% en 

mol de CO y el resto de H

2

; sale de la planta a 150° C y 2000 psia. El gas se expande a través de 

una turbina, y el gas de salida alimenta un calentador a 100° C y 1 atm, a una velocidad de 20000 

pie

3

/min. Calcúlese la velocidad de flujo de entrada a la turbina en pie

3

/min, usando la regla de Kay.  

 

 

 

 

 

 

Base de cálculo: 1 minuto de operación. 

V

2

 = (20000 pie

3

)(0,028317 m

3

/pie

3

) = 566,34 m

3. 

C

 = y

CO

T

C,CO

 + y

H2

T

C,H2 

T

C,H2

 = 33,3K + 8K = 41,3K 

T

C,CO 

= 133K 

C

 = 0,6(133K) + 0,4(41,3K) = 96,32K 

r

 = 373K/96,32K = 3,87. 

 

P'

C

 = y

CO

P

C,CO

 + y

H2

P

C,H2 

P

C,CO

 = 34,5 atm. 

P

C,H2

 = 12,8 atm + 8 atm = 20,8 atm. 

P'

C

 =

 

= 0,6 (34,5 atm) + 0,4(20,8 atm) = 29,02 atm. 

P'

r

 = 1 atm/29,02 atm = 0,0345. 

 

z

M2 

= 1 

→ n

2

 = PV/zRT = (1 atm)(566,34 m

3

)K kg mol / [(1)(0,08206 m

3

atm)(373K)]

 

= 18,5 kg mol. 

T

= 423 K 

P

1

 = 2000 psi (1 atm/14,7 psi) = 136,05 atm. 

T'

r

 = 423K/96,32K = 4,39. 

P'

r

 = 136,05 atm/ 29,02 atm = 4,69. 

z

M1

 = 1,08. 

V

1

 = z

M1

n

1

RT

1

/P

1

 = (1,08)(18,5 kmol)(0,08206 m

3

atm)(423K)/[K kmol (136,05 atm)] = 5,10 m

3

V = (5,10 m

3

/h)(1 pie

3

/0,028317 m

3

) = 180 pie

3

/h. 



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