120 kmol de propano são alimentados em uma fornalha juntamente com 4284 kmol de ar. O propano não sofre combustão total, portanto apenas parte deste é transformada em CO e
. Se possível, calcule a porcentagem de ar em excesso fornecida à fornalha a partir dos dados fornecidos. Se forem necessárias informações adicionais, faça então as hipóteses necessárias para resolução do problema.
Passo 1
Então, temos um problema onde 120 kmol de propano estão sendo queimados numa fornalha com 4284 kmol de ar. A combustão não é completa, ou seja, parte do propano vira monóxido de carbono (CO) e dióxido de carbono (
). A gente precisa calcular a porcentagem de ar em excesso fornecida à fornalha com esses dados. Se faltar alguma informação, a gente faz suposições para resolver o problema. Vamos precisar usar conceitos de estequiometria da combustão e balanço de massa.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que combustão completa do propano (
) requer uma certa quantidade de oxigênio (
). A reação balanceada para a combustão completa é:
Isso significa que cada mol de propano precisa de 5 moles de oxigênio para queimar completamente.
Passo 3
Entretanto, no nosso caso, a combustão não é completa e produz também monóxido de carbono (CO). Vamos supor que parte do oxigênio disponível não foi suficiente para converter todo o carbono em
, resultando em CO. Para isso, precisamos estabelecer uma relação entre o oxigênio consumido e os produtos formados.
Passo 4
Sabemos que o ar é composto principalmente por oxigênio e nitrogênio, na proporção de aproximadamente 21% de
e 79% de
por volume. Então, para cada mol de ar, temos 0,21 moles de
e 0,79 moles de
.
Passo 5
Vamos calcular a quantidade total de oxigênio fornecido pelos 4284 kmol de ar:
Passo 6
Agora, calculamos a quantidade de oxigênio necessária para a combustão completa dos 120 kmol de propano:
Passo 7
Como foi fornecido 900 kmol de
e apenas 600 kmol são necessários para combustão completa, temos excesso de oxigênio:
Passo 8
Para encontrar a porcentagem de ar em excesso, primeiro calculamos a quantidade de ar que corresponderia exatamente aos 600 kmol de
necessários:
Passo 9
Com a quantidade total de ar fornecido sendo 4284 kmol, o excesso de ar é:
Passo 10
Agora, calculamos a porcentagem de excesso de ar em relação ao ar necessário para a combustão completa:
Resposta
A porcentagem de ar em excesso fornecida à fornalha é de aproximadamente 50%.
Exercícios relacionados
Amônia sofre combustão para formar ácido nítrico através da seguinte reação:
. Calcule as seguintes quantidades:
o fluxo molar de oxigênio correspondente a uma alimentação de de
, se os reagentes são alimentados em proporções estequiométricas;
o fluxo molar de oxigênio correspondente a uma alimentação de
Óxido de etileno pode ser produzido pela oxidação catalítica de eteno de acordo com a seguinte reação:
A carga do reator contém 100 kmol de eteno e 80 kmol de oxigênio. Calcule:
que espécie é o reagente limitante;
que espécie é o reagente limitante;
Responda:
Como você calcularia a extensão de reação a partir de dados experimentais?
Como você calcularia a extensão de reação a partir de dados experimentais?
Considere a reação:
.
A reação está balanceada?
A reação está balanceada?