3/h de aire húmedo (Ha = 0,042 mol agua/mol aire seco) se alimentan en una torre de

absorción con el objetivo de eliminar el agua, de acuerdo con el esquema adjunto.

Calcular:

i) Los kg/h de H2SO4 del 98% necesarios.

ii) Los kg/h de H2SO4 del 72% alimentados en la torre de absorción.

NOTA. Todos los porcentajes son en peso.

6

3 5

TORREABSOR-CIÓN

MEZCLADOR

H2SO4, 72% H2SO4, 98%

H2SO4, 67%

Ha2 = 0,002

Aire más seco

Aire húmedo

P = 0,35 atm

500 m3/h, T = 32 ºC

Ha1 = 0,042

1

2

4

7

11 1 1 1

1

L0,35 atm 500 000 molh 6997atm L h0,082 (273 32) Kmol K

P qPq w RT w

RT

500 m

1 aire seco 1 agua

1 agua1

1 aire seco

mol6997h

a 0,042

w w

wH

w

1 aire seco = 6715 mol/h; w w 1 agua = 282 mol/h 5,077 kg/h

1 aire seco 1 aire seco

mol (0,21 32 0,79 28) 1 kg6715 193,66 kg/h

h 1 mol 1000 gg

w w

1= 193,66 + 5,08 kg/h; w1 w = 198,74 kg/h.

2 = 193,66 + 0,24 kg/h; w2 = 193,90 kg/h.

i) Cálculo del caudal de sulfúrico del 98%

Balance de ácido sulfúrico en todo el dispositivo experimental (kg/h):

5 = 10,5 kg/h y w7 5 = 10,5 kg/h.

2 agua1 aire seco 2 aire seco 2 aire seco 2 2 agua

2 aire seco

2 agua

mol0 6715 0,002 0,002 6715

h

18 g 1 kg kgmol13,43 0,242

h 1 mol 1000 g h

a

ww w w H w

w

w

5 7 5 70 0,98 0,67 0,684w w w w

5 1 agua 7 2 agua 5 70 0,02 0,33 0,02 5,077 0,33 0,242w w w w w w

5 7 5 70,684 ; 0 0,02 4,835 0,33w w w w

w

= 15,3 kg/h. ww

ii) Cálculo del caudal de sulfúrico del 72% en peso

0 0,72 3 40,67 3 0,931 4w w w w

3 1 agua 4 2 agu0 0,28w w 0,33w w a 0,28 3 5,077 0,33 4 0,242w w

3 40,931 ; 0 0,28 3 4,835 0,33 4w w w w

3 = 64,8 kg/h y w

4 6 7 6 4 7 6 6

kg0 69,6 15,3 54,3

hw w w w w w w w

4 w = 69,6 kg/h. En consecuencia, el caudal de ácido sulfúricoempleado en la columna de absorción es de w3= 64,8 kg/h.

kg/h 1 2 3 4 5 6 7

aire seco 193,66 193,66 0 0 0 0 0agua 5,08 0,24 18,14 22,97 0,21 17,92 5,05ác. sulfúr. 0 0 46,66 46,63 10,29 36,38 10,25Total 198,74 193,90 64,80 69,60 10,50 54,30 15,30