Examen setembre 2008 (0)

Examen Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Enginyeria ambiental
Año del apunte 0
Páginas 3
Fecha de subida 14/06/2014
Descargas 1
Subido por

Vista previa del texto

Departament d’Enginyeria Química Edifici Q 08193 Bellaterra (Barcelona). Spain Tel: 93 581 10 18 Fax: 93 581 20 13 Universitat Autònoma de Barcelona INTRODUCCIÓ A L’ENGINYERIA AMBIENTAL Curs 2007-08 2a Convocatòria 9 de setembre de 2008 Problema 1 (25 % nota) 1h. No es pot consultar la col·lecció de problemes.
El tractament d’una aigua residual d’un procés contenint un contaminant A preveu la reacció d’aquest contaminant amb B per tal d’obtenir C, molt menys tòxic que el contaminant A de partida. La reacció s’ha de dur a terme en un reactor continu de flux pistó que tractant un cabal de 30 L/h amb una concentració d’entrada d’A d’1 mol/L ha d’assolir un grau de conversió del 96%. La reacció que té lloc és la següent: A+B→C la velocitat de la qual depèn de les concentracions de A i B: r= k·CA·CB on k= 1 L/mol·h.
a) Quin volum de RCFP farà falta si la concentració de B a l’entrada és també de 1 mol/L? b) Es contempla la possibilitat que en un futur no molt llunyà augmenti la producció de l’empresa i es pensa que es pot arribar a generar un cabal d’aigua residual tres vegades superior a l’actual. Sembla que, en aquest cas, la millor opció serà col·locar darrera el RCFP actual un segon reactor. Si es vol continuar obtenint la mateixa concentració de A a la sortida de tot el tractament, quin volum ha de tenir el segon reactor? El gerent de l’empresa no té massa clar si aquest reactor que es vol afegir ha de ser un RCFP o un RCTA doncs segons els preus actuals cada m3 de RCFP val el doble que el de RCTA. Què li recomanaries? Departament d’Enginyeria Química Edifici Q 08193 Bellaterra (Barcelona). Spain Tel: 93 581 10 18 Fax: 93 581 20 13 Universitat Autònoma de Barcelona INTRODUCCIÓ A L’ENGINYERIA AMBIENTAL Curs 2007-08 2a Convocatòria 9 de setembre de 2008 Problema 2 (1h, 20% de la nota) No es pot consultar la col·lecció de problemes.
Una refineria separa els components d'un corrent gasós A per mitjà d'una seqüència d'etapes tal com es pot veure a l'esquema següent: m C = ? kg/h m E = ? kg/h mG = ? kg/h ω CPropà = 0.846 E ωi-Butà = 0.374 G ωi-Butà = 0.033 = 0.617 ωGn-Butà = 0.065 ω Cn-Butà = 0.096 ω EPropà = 0.009 G ωi-Pentà = 0.89 C) Propà i-Butà n-Butà E) i-Butà n-Butà Propà G) i-Pentà Propà n-Butà i-Butà ω C I-Butà ω = 0.058 E n-Butà ωGPropà = 0.012 m A = ? kg/h ω APropà = 0.056 ω A i-Butà = 0.167 ω A n-Butà = 0.278 A ωi-Pentà = 0.222 A) Propà i-Butà n-Butà i-Pentà n-Pentà ω An-Pentà = 0.278 Separador-1 M B) Separador-2 D Separador-3 F) H) n-Pentà m H = 250 kg/h ω hn-pentà = 1 mI = ? I) ω I n-pentà = 1 Calcula els cabals màssics de tots els corrents (A, B, C, D, E, F, G, I) així com la composició dels que falten (B, D, F) si, en estat estacionari, es produeixen 250 kg/h de n-pentà al corrent H, el corrent C es un 5.4% del corrent B i les composicions dels corrents de sortida (fraccions màssiques) son els que s'especifiquen a la taula següent: C1 C2 C3 C4 C5 Propà i-Butà n-butà i-penta n-pentà A 0.056 0.167 0.278 0.222 0.278 C 0.846 0.058 0.096 0.000 0.000 E 0.009 0.374 0.617 0.000 0.000 G 0.012 0.033 0.065 0.890 0.000 H 0 0 0 0 1 I 0 0 0 0 1 Departament d’Enginyeria Química Edifici Q 08193 Bellaterra (Barcelona). Spain Tel: 93 581 10 18 Fax: 93 581 20 13 Universitat Autònoma de Barcelona INTRODUCCIÓ A L’ENGINYERIA AMBIENTAL Curs 2007-08 2a Convocatòria 9 de setembre de 2008 Problema 3 (1h 15 min, 25% de la nota) No es pot consultar la col·lecció de problemes.
Una empresa genera un corrent d’aigües residuals que tracta en continu en un reactor perfectament agitat de 500litres afegint un reactiu. La reacció genera 39 kcal/s i es manté la temperatura, a l’interior del reactor, constant a 45ºC mitjançant un sistema de refrigeració format per un serpentí per on circula aigua que entra a 22 i surt a 28ºC. El coeficient global de transmissió de calor és de 840 Watts/(m2 ºC).
A la taula adjunta es recullen les dades i propietats dels corrents necessàries per plantejar el balanç : Corrent Aigua residual Reactiu Aigua tractada Aigua refrigeració Cabal màssic (kg/s) Temperatura (ºC) Calor específic (J/(kgºC)) Densitat (kg/m3) 0.85 30 4250 1000 0.15 10 3980 1000 1 45 o ?? 4210 1000 ?? 25 4180 1000 a) Determina el flux d’energia que cal transmetre cap al sistema de refrigeració per tal de mantenir la temperatura.
b) Calcula l’àrea que ha de tenir el serpentí c) Calcula el cabal volumètric d’aigua de refrigeració que es necessita per mantenir la temperatura.
d) Si accidentalment calgués tancar la vàlvula de l’aigua de refrigeració, quina seria la temperatura màxima que assoliria el reactor? e) Amb la vàlvula tancada,calcula quina temperatura assoliria el reactor al cap de 8 minuts.
...