Uma absorvedora com 8,5 estágios de equilíbrio está disponível para o tratamento do gás de combustão do Problema 1.
(a) Calcule a vazão de água a ser utilizada na presente absorvedora, considerando que
deve ser removido. Calcule também a concentração de
na água na saída da absorvedora. R.: 1819
(b) Se a vazão de água utilizada for a mesma que a calculada no Problema 1 (a), qual será a porcentagem de remoção do
que pode ser alcançada com essa absorvedora? R.:
.
(a) Calcule a vazão de água a ser utilizada na presente absorvedora, considerando que
(b) Se a vazão de água utilizada for a mesma que a calculada no Problema 1 (a), qual será a porcentagem de remoção do
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma absorvedora com 8,5 estágios de equilíbrio que vai tratar o gás de combustão do Problema 1. A matéria aqui envolve Processos de Absorção, onde a gente precisa entender como o gás (nesse caso, o
) é removido usando água. Para resolver, vamos precisar aplicar conceitos de balanço de massa e o método dos estágios de equilíbrio.
Passo 2
Primeiro, vamos fazer um balanço de massa para o
. A gente sabe que precisa remover 90% do
presente no gás. Isso significa que 10% vai permanecer no gás após a absorção.
Passo 3
Agora, vamos usar a equação dos estágios de equilíbrio. A relação básica para absorvedoras é dada por:
Onde:
-
é o número de estágios de equilíbrio (8,5), -
é a fração inicial de , -
é a fração final de , -
é a eficiência de remoção (90%, ou 0,9).
Rearranjando para encontrar
ou
conforme necessário.
Passo 4
Vamos calcular a vazão de água necessária. Para isso, usamos o balanço de massa considerando que a quantidade de
absorvida pela água é igual à quantidade removida do gás.
Onde:
-
é a vazão de água, -
é a vazão do gás de combustão, -
é a fração de removida (0,9), -
é a concentração de na água.
Assumindo que já temos os valores de
e
do Problema 1, aplicamos os números para encontrar
.
Passo 5
Em seguida, vamos calcular a concentração de
na água na saída da absorvedora. Usando o balanço de massa:
Substituímos os valores encontrados anteriormente para obter
.
Resposta
A vazão de água a ser utilizada na absorvedora é de 1819 kg/s e a concentração de
na água na saída da absorvedora é de 1819 kg/s.