| INGENIERÍA QUÍMICA | |
| Tema | Balances de energía |
| Materia | Régimen estacionario, sistema abierto, reacción química (formación) |
En una instalación productora de hidrógeno se obtienen 10 Tm/día de hidrógeno. El proceso de obtención se basa en la reacción:
que se desarrolla haciendo pasar monóxido de carbono y vapor de agua a través de un lecho catalítico a presión próxima a la atmosférica. El reactor está totalmente rodeado de una camisa para la circulación de agua refrigerante. La mezcla reaccionante entra a 150 ºC y los productos abandonan el reactor a 480 ºC. A fin de conseguir la conversión total del monóxido de carbono se utiliza un 50% de exceso de vapor de agua sobre la cantidad estequiométrica.
Calcular el caudal másico de agua refrigerante que se requerirá, si su temperatura no debe incrementarse más de 20 ºC sobre la de entrada.
Datos:
Calor específico del agua líquida: 1 kcal/(kg·ºC).
Calores molares medios entre 25 y 150 ºC:
| Compuesto | Cp
[kcal/(kmol·ºC)] |
| CO | 7 |
| H2O | 40 |
Calores molares medios entre 25 y 480 ºC:
| Compuesto | Cp
[kcal/(kmol·ºC)] |
| CO2 | 10,7 |
| H2 | 7 |
| H2O | 8,5 |
Entalpías de formación a 25 ºC y 1 atm:
| Compuesto | DHof
[kcal/kmol] |
| CO2 | - 94.052 |
| CO | - 26.416 |
| H2O | - 57.798 |