FIQP-UNICA-22-I BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA - JATH
LISTA DE EJERCICIOS N° 3 BME-22-I-FIQP – V CICLO
1. En un horno se queman 16 Kg/min de metano con 300 Kg/min de aire. Determinar la
composición de los gases de salida si se considera que la combustión es completa.
2. Un combustible líquido residual va ser quemado con un 40% de exceso de aire. Su
composición expresada en % peso es la siguiente: Carbón es de 86.5 %, H2 es de
9.63%, S es de 3.5%, H2O es de 0.05% y de cenizas es de 0.32 %.
Calcule:
a) Los m3 de aire para la combustión, si los componentes susceptibles de ser oxidados
son el carbón, hidrógeno y azufre a 25 °C y 1 atm.
b) El total de los gases producidos
c) La concentración de cada uno de los óxidos si el 97% del azufre es oxidado a
dióxido y el 3% a trióxido
3. Un gas industrial tiene la siguiente composición 35% mol CO, 45% mol H, 10% mol de
N2, 5% mol de O2 y 5% mol CO2, en vez de tirar este gas resulta más económico
quemarlo con la suficiente cantidad de aire de tal manera que el oxígeno total
disponible para la combustión es el requerido para la combustión completa. Los gases
de salida que están lo suficientemente calientes para mantener toda el agua formada
en fase de vapor conteniendo 61.4 % mol de N y 19.4 % mol de H2O. Calcular el % de
avance de la combustión del hidrógeno.
4. El formaldehído se produce por la oxidación catalítica del metanol con aire, cuando el
proceso opera en forma adecuada, la relación del volumen de aire a volumen de
metanol en la alimentación es de 6:1 y la conversión del metanol a formaldehído es del
30%. Esta conversión ha disminuido repentinamente y un análisis de los gases de
salida del reactor indica los siguientes porcentajes: 63.1% mol de N2, 13.4% mol de
O2, 5.9% mol de H2O, 4.1% mol de formaldehído, 12.3% mol CH3OH y 1.3% mol de
ácido fórmico. Calcular
a) la conversión de metanol a formaldehído bajo estas condiciones.
b) En base al balance de materiales detectar las posibles causas de la disminución.
5. Carbono puro se quema completamente con un 15% en exceso de aire. Calcular el
porcentaje molar de los gases producidos.
6. En un quemador de azufre se alimenta aire en un 25% en exceso con base en la
oxidación a SO3. El 20% del azufre pasa a SO3 y el resto a SO2. Calcular la
composición molar de los gases que salen del quemador.
7. Un convertidor recibe una carga de 60 toneladas de un mineral que contiene 54% en
peso de FeS. El FeS es oxidado mediante un 15% en exceso de aire según la reacción:
2 FeS + 3 O2 = 2 FeO + 2 SO2
Si el grado de finalización de la reacción es del 87%, calcular:
a) La composición en peso de la corriente sólida que sale.
b) La composición molar de la corriente gaseosa que sale.
8. Un gas tiene la siguiente composición másica porcentual: 5% metano, 2% etileno, 10%
de dióxido de carbono, 65% de nitrógeno y 18% de agua. Calcular la composición
ING. JUAN ALFREDO TOLEDO HUAMAN FIQP – UNICA - 2022
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