lista de combustao_2014

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BALANÇO DE MASSA E ENERGIA 
ENGENHARIA DE BIOPROCESSOS 
ENGENHARIA QUÍMICA 
 
 
Karina Arruda Almeida 
 
 
 
 
Balanços de Massa com Reações de Combustão 
 
1. Butano é queimado com ar. Determine a composição molar do gás efluente em base úmida, se nenhum CO é 
formado, assumindo: 
(a) suprimento de ar teórico, 100% de conversão do combustível; 
(b) 20% de ar em excesso, 100% de conversão; 
(c) 20% de ar em excesso, 90% de conversão. 
[Resp.: (a) 73,1% N2; 12,0% CO2; 14,9% H2O; (b) 74,0% N2; 10,1% CO2; 12,6% H2O; 3,3% O2; (c) 74,3% N2; 9,1% CO2; 11,4% H2O; 4,9% 
O2; 0,3% C4H10] 
2. Um gás de síntese com a seguinte composição molar: 6,4% de CO2; 0,2% de O2; 40,0% de CO; 50,8% de H2 e o 
restante de N2 é queimado com 40% de excesso de ar seco. Qual a composição do gás produzido? [Resp.: 13,0% CO2; 
5,1% O2; 67,7% N2; 14,2% H2O] 
3. Metanol líquido é fornecido a um aquecedor com uma vazão de 12,0 L/h e queimado com ar em excesso. O produto 
gasoso é analisado e são determinadas as seguintes percentagens molares em base seca: CH3OH = 0,45%, CO2 = 9,03%, 
CO = 1,81%. Calcule a conversão fracional de metanol, a percentagem de ar em excesso fornecida e a fração molar de 
água no produto gasoso. (Dado: densidade do metanol = 0,792 g/mL) 
[Resp.: 0,960 mol CH3OH reagido/mol alimentado; 43,2% de ar em excesso; 0,178 mol H2O/mol] 
4. Uma chama é usada para converter gases não queimados em produtos inofensivos tais como CO2 e H2O. Se um gás 
com a seguinte composição molar é queimado na chama: 70% de CH4; 5% de C3H8; 15% de CO; 5% de O2; 5% de N2 e o 
gás da chaminé contém 7,73% de CO2, 12,35% de H2O e o restante é O2 e N2, qual a porcentagem de ar em excesso 
utilizada? [Resp.: 46,3%] 
5. Etano é misturado com oxigênio para obter-se um gás contendo 80% de C2H6 e 20% de O2. Esse gás é então 
queimado com 100% de excesso de ar. Se 80% do etano se transformam em CO2, 10% em CO e 10% permanece sem 
queimar, calcule a composição do gás resultante em base úmida. 
[Resp.: 0,28% C2H6; 11,95% O2; 74,95% N2; 4,56% CO2; 7,68% H2O; 0,58% CO] 
6. Um combustível apresenta 84% de carbono, 3,2% de enxofre, 4,0% de hidrogênio e o restante em cinzas (base 
molar). Qual a análise de Orsat quando este combustível for queimado com 30% de ar em excesso (supor combustão 
completa). [Resp.:4,9% O2; 79,1% N2; 15,4% CO2; 0,6% SO2] 
7. O produto gasoso da reação de combustão de um combustível sólido tem a seguinte composição molar em base seca: 
72,0% CO2; 2,57% CO; 0,0592% SO2 e 25,4% O2. Oxigênio puro é fornecido à fornalha com 20% de excesso. Não há 
oxigênio no combustível. Calcule a composição elementar (percentagem molar dos vários elementos) do combustível. 
[Resp.: 28,9% C; 0,023% S; 71,1% H]