Enunciado

14.26 Um certo carvão apresenta a seguinte composição (em base seca e as porcentagens referidas a massa): 74,2 % de C , 5,1 % de H e 6,7 % de O , cinzas e traços de N e S . Este carvão alimenta um gaseificador, juntamente com oxigênio e vapor d’água, do modo mostrado na Fig. P14.26. O gás produzido apresenta a seguinte composição (em base molar): 39,9 % de C O 2 , 16,4 % de H 2 O e traços de C H 4 , N 2 e H 2 S . Quantos kmol de carvão são necessários para produzir 100 kmol de gás? Qual é o consumo de oxigênio e vapor para produzir este gás?

Passo 1

Show de bola pessoal, primeira coisa que a gente pode fazer aqui é transformar as concentrações de massa que o enunciado nos deu em um número de kmol por 100   kg   de carvão, desse jeito ó:

Para o carbono:

a = 74,2 12,01

a = 6,178

Agora para H 2 :

b = 5,1 2,016

b = 2,53

E por último para O 2 , obtemos que:

c = 6,7 31,9999

c = 0,209

Passo 2

Belejóia, então se a gente montar a equação química da combustão, vamos ter que:

x 6,178 C + 2,53 H 2 + 0,209 O 2 + y H 2 O + z O 2 = 39,9 C O + 30,8 H 2 + 11,4 C O 2 + 16,4 H 2 O

Agora sim podemos fazer nosso balanceamento da equação, e começando pelo carbono, obtemos que:

6 , 178 x = 39,9 + 11,4

x = 8,394

Para H 2 obtemos:

2,53 8,304 + y = 30,8 + 16,4

y = 26,191

E por último, mas não menos importante, balanceando O 2 chegamos em:

0,209 8,304 + 26,191 2 + z = 39,9 2 + 11,4 + 16,4 2

x = 24,719

E, portanto, para 100   kmol de gás produzido, vamos precisar de:

830,4   kg de carvão  

E ao mesmo tempo vamos consumir uma quantidade de vapor e oxigênio dada como:

26,191   kmol de vapor ,     24,719   kmol de oxigênio

Resposta

830,4   kg de carvão ,     26,191   kmol de vapor ,     24,719   kmol de oxigênio

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

14.19 Uma combustão com relação ar-combustível maior do que a estequiométrica é mais, ou menos, reversível do que a combustão estequiométrica?
14.20 Compare as características principais de uma célula combustível com as de uma central de potência convencional. Porque a utilização de células combustível na geração de potência é interessante?
14.28 Considere a combustão completa de gasolina, modelada como C 7 H 17 , onde o excesso de ar é nulo. Determine a massa molecular do combustível, a composição dos produtos de combustão e a massa de
14.29 A análise da casca seca de pinho forneceu a seguinte composição (na base mássica):Esta casca é queimada com 100 % de ar teórico na câmara de um forno. Determine a relação ar-combustível na base
14.27 Repita o problema anterior, admitindo que o carvão apresenta a seguinte composição (na base seca): ( 68,2 % de C , 4,8 % de H , 15,7 % de O . O gás produzido apresenta a composição (na base mola