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 90 % SO2 deve ser removido. Calcule também a concentração de SO2 na água na saída da absorvedora. R.: 1819 kg / s
(b) Se a vazão de água utilizada for a mesma que a calculada no Problema 1 (a), qual será a porcentagem de remoção do SO2 que pode ser alcançada com essa absorvedora? R.: 97,9 %.

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 SO2) 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 SO2. A gente sabe que precisa remover 90% do SO2 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:
N = ln(F0F)ln(11 - X)
Onde:
  • SO2 é o número de estágios de equilíbrio (8,5),
  • SO2 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 SO2 absorvida pela água é igual à quantidade removida do gás.
V = Fgas times XCSO2
Onde:
  • SO2 é a vazão de água,
  • SO2 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 SO2 na água na saída da absorvedora. Usando o balanço de massa:
CSO2 = Fgas times XV
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 SO2 na água na saída da absorvedora é de 1819 kg/s.

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