BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA

BA

PROBLEMAS PROPUESTOS

1.- Se denomina sedimento a lodos o a los slidos hmedos que resultan del tratamiento de aguas residuales. Los lodos deben secarse antes de convertirte es composta o de someterse a algn tratamiento. Si un lodo que contiene 70% de agua y 30% de solidos se pasa por un secador y el producto resultante contiene 25% de agua. Qu cantidad de agua se evapora por cada tonelada de lodo que se enva al secador?

V: AGUA

SECADOR

A: 1 TM P:

1.- Un gas que contiene 80% de CH4 y 20% de Helio se hace pasar por un tubo de difusin de cuarzo con el objetivo de recuperar el He. Se recupera el 20% en peso de gas original y su composicin es de 50% He. Calcular la composicin del gas de desecho si cada minuto se procesa 100 mol Kg de gas. La presin inicial del gas es de 120 KPa y la final es de 115 KPa. El barmetro indica 740 mmHg y la temperatura de proceso es de 22 C.

70% AGUA 25% AGUA

30% SOLIDOS 75% SOLIDOS

RESOLVER:

BASE CALCULO: 1TM = 1000 Kg

BALANCE GLOBAL:

ENTRADA = SALIDA

ALIMENTACION = VAPOR + PRODUCTO

1000 Kg = VAPOR + PRODUCTO .(I)

BALANCE POR COMPONENTES: SOLIDOS

REEMPLAZANDO DATOS:

(0.30)(1000) = (0.75)(P)

P = 400Kg

REEEMPLAZANDO P EN I

1000Kg = VAPOR + 400Kg

DESPEJANDO VAPOR

RESPUESTA: VAPOR = 600Kg de Agua que se evapora.

2.- El hidrxido de sodio por lo regular se produce a partir de la sal comn por electrolisis. Los elementos

Esenciales del sistema se muestran en la figura que se indica.

a) Cul es el porcentaje de conversin de sal en hidrxido de sodio?

b) Cunto cloro gaseoso se obtiene por cada libra de producto.

c) Cunta agua debe eliminarse en el evaporador por cada libra de producto?

C = Cl2 H = H2 Vapor = H2O

SAL

EVAPORADOR

SISTEMA DE ELECTROLISIS

TANQUE DE DISOLUCION

Disolucin Producto Producto(P2)

H2O

D = 30% P1 50% NaOH

P2 = 7% NaCl

43%H2O

RESOLVER:

BASE DE CALCULO: 100 moles lb/h

REACCIN QUIMICA:

2 NaCl + 2 H2O 2 NaOH + Cl2 + H2

Disolucin al 30%

RELACION ESTEQUIOMETRICA:

RELACION DE ALIMENTACION

REACTIVO EXCESO : AGUA

REACTIVO LIMITANTE : NaCl

REACTIVO EN EXCESO ESTEQUIOMETRICO:

% Exceso = 57.14%

BALANCE GLOBAL:

ENTRADA = SALIDA

D = C + H + V + P2 .(I)

100 = 15 + 15 + V + P2

60 mol lb/h = V + P2. (II)

BALANCE COMPONENTE:

NaCl

100 x 0.3 = V + (P)X 0.7

PRODUCTO 2 = 43 mol lb/h

REEMPLAZANDO EN II:

60 = V + 43

VAPOR = 17 mol lb/ h

a) Cul es el porcentaje de conversin de sal en hidrxido de sodio?

b) Cloro gaseoso obtenido por cada libra de producto:

c) Agua eliminada en el evaporador por cada libra de producto.