Balance de Energía (EIQ 360) Versión 2007

Problema (4-34 SVN). Un proceso sintético para la producción de ácido clorhídrico (HCl) se basa en la combinación directa de hidrogeno gaseoso (H2) y cloro (Cl2). Si un reactor recibe 618 lbm/hr de cloro y 22.1 lbm/hr de hidrogeno, y los reactivos entran a 77 ºF y los productos salen a 932 ºF, calcule el calor emitido en Btu/hr. Datos: Capacidades caloríficas medias con referencia a la temperatura de 77 ºF. Compuesto Cp medio [Btu/lb-mol ºF] Hidrogeno 7.00 Cloro 8.70 Ácido Clorhídrico 7.05

Problemas Resueltos

Profesor: Luis Vega Alarcón

1

618 lb/hr Cl2 77 ºF 22,1 lb/hr H2 Q 932 ºF

8,715 lb-mol/hr Cl2 77 ºF
1 2 1 H2 (g) + 2 Cl2 (g) → HCl(g)

932 ºF

10,962 lb-mol/hr H2 Q
0 …ver más…

h i = Cp i ⋅ ΔT

Interpolando linealmente

Q = ΔH = −61715 − 632224 + 173462 − 128404

Q = −648881[cal]
Luego el calor por mol de C2H4:

⎛ 0.50 ⋅ 13.2 + 12.7 ⋅ 7.32 + 75.05 ⋅ 7.04 + ⎞⎡ cal⎤ ni ⋅ hi = ⎜ ⎜ 2.50 ⋅ 15.0 + 4.00 ⋅ 9.90 + 4.00 ⋅ 8.28 ⎟⎢ º C ⎥ ⋅ (260 − 25)[º C] ⎟ ⎝ ⎠⎣ ⎦ Salida

∑

Salida

∑ n ⋅ h = 173461 .96[cal] i i

q=

⎡ ⎤ cal − 648881[cal] = −129776 .2⎢ ⎥ 5[mol] ⎣ mol de C 2H 4 ⎦

3

Problema (4-37 SVN3). Se elabora un gas que contiene sólo CO y N2 (gas de Siemans) pasando una mezcla de gases de combustión y aire a través de un lecho de carbón incandescente (suponga que el carbón es puro). Las dos reacciones que ocurren de manera completa son:
CO2 + C → 2 CO 2 C + O2 → 2 CO

17% CO2 4% O2 79% N2

900 °C

Carbón 900 °C

CO N2

Aire

(1) CO2 + C → 2 CO (2) 2 C + O2 → 2 CO

En un caso