3.- Tratamiento de contaminantes 1.- Una industria quiere regular sus emisiones. Desea instalar un filtro para rebajar la emisión de partículas, que actualmente es de 15 Kg partículas/tonelada combustible. La legislación impone que la emisión debe ser inferior a 5 mg/Nm3 gas. Si se emiten 10 Nm3/Kg combustible de gas, ¿qué rendimiento mínimo habrá que exigirle al filtro? Por cada tonelada de combustible:
15
kgP kgC 1tC 10 6 mg P · · · =1500 mg P / Nm 3 3 3 tC 10 Nm 10 kgC 1 kg P
1500 – 5 = 1495 mg de partículas ha de eliminar el filtro R = (1495/1500)·100 = 99,7 % rendimiento exigido Valdría la pena mirar otro método, ya sea en la emisión o en el proceso en sí, ya que este exige un rendimiento muy alto del filtro. 2.- Uno de los métodos empleados en la captura de CO2 es la carbonatación con CaO. Una refinería pretende implantarlo para conseguir unas emisiones del 1 % (v/v) de CO2 /Nm3 gas. La emisión actual de la refinería es de 34,4 g CO2 por cada Nm3 de gas emitido, y emite 2000 Nm3/h de gas. ¿Cuánto CaO se necesita al día, si suponemos que se captura todo el CO2? 2000 Nm3 ⋅ 0,01 = 20Nm3 h CO2 se quiere conseguir 2000 Nm3 ⋅ 34,4 = 68800 g h CO2 se emiten V=
m ⋅ T ⋅ R 68800 ( g) ⋅ 273 (K ) ⋅ 0,082 = = 35003,56 (L) ; 35 Nm3 h de CO2 M⋅P 44 ⋅ 1(atm)
35 − 20 = 15 Nm3 CO2 deben capturarse
CaO
+ CO2
→ CaCO3
nCO2 =
P ⋅ V 1 (atm ) ⋅ 15000 (L ) = = 670,06 moles h R⋅T 273 (K ) ⋅ 0,082
nCO2 = nCaO
mCaO = 670,06 ⋅ 56 = 37523,36 g CaO h 37523,36
g CaO 24 h 1 Kg × × = 900,56 Kg día h 1 día 1000 g
3.- Una mezcla de amoniaco y aire a una presión de 740 mm de Hg y una temperatura de 30ºC contiene 5,0 % de amoniaco en volumen. Para depurar este gas se hace pasar por una torre de absorción en la que se retiene el amoniaco. Los gases abandonan la torre a presión de 720 mm de Hg, 20 ºC y 0,1 % de amoniaco en volumen. El caudal de entrada es de 150 m3 /min. Calcular la velocidad de salida de los gases de la torre. Aire entrada = 150·0,945 = 141,75 m3 /min El aire que entra y sale es el mismo:
740·141,75 720·V ' de donde V’ = 140,9 m3 = 303 293 Volumen total de gas que sale de la torre: 140,9 m3 (100/99,9) = 141 m3 /min