O bagaço da cana apresenta a seguinte composição “mássica típica”:
de
de
de H e
de
. Considerando
de conversão do combustível e que não há excesso de ar alimentado, e supondo que na queima do bagaço
do carbono presente gere CO e o restante
, obtenha a composição dos fumos em base úmida. Dados:
(Resp.
)
(Resp.
Passo 1
O enunciado pede a composição dos fumos em base úmida (frações molares dos produtos da combustão) do bagaço de cana, sabendo que: temos conversão completa, sem excesso de ar, e que
do carbono forma CO e o restante forma CO
. Dados do combustível (composição mássica típica) e massas molares são fornecidos. Informação útil extra (padrão): ar seco é formado por
e
em razão molar
(valor usual usado em balanços de combustão).
Informações dadas e escolhas de base:
Passo 2
Escolho uma base prática para começar os cálculos:
(ou
) de bagaço. Trabalhar com
simplifica e torna os números menores; no final as frações molares são independentes da base escolhida.
Calculo as massas de cada elemento/constituinte na base
:
Passo 3
Converto essas massas em mols (sempre colocar unidades e dividir pelas massas molares):
Observação: a água que já está no combustível (umidade) entra diretamente nos fumos como vapor; não precisa ser “formada” na combustão.]
Passo 4
Distribuição do carbono entre CO e CO
:
Assim teremos nos produtos:
Passo 5
Calculo o total de oxigênio (em átomos) necessário para formar esses produtos (contando somente os produtos que requerem oxigênio adicional da reação):
- Cada mol de CO tem 1 átomo de O.
- Cada mol de CO
tem 2 átomos de O. - Cada mol de H
O formado (a partir do H do combustível) tem 1 átomo de O.
Logo:
Passo 6
Parte desse oxigênio já vem incorporado ao combustível (os
mol de átomos O). Então a quantidade de átomos O que precisa ser fornecida pelo oxigênio do ar é:
Como cada mol de
tem 2 átomos de O, os mols de
necessários do ar são:
Passo 7
Ar estequiométrico traz também nitrogênio. Usando a razão molar
:
Observação sobre
residual: como o enunciado afirma “não há excesso de ar alimentado”, fornecemos exatamente o
calculado; portanto não há
restante nos fumos (ou seja,
).
Passo 8
Agora elenco todos os produtos nos fumos (em mols) na base
de bagaço:
Passo 9
Somatório de mols totais nos fumos (base úmida):
Passo 10
Calculo das frações molares (base úmida)
. Vou apresentar os valores com 5 algarismos significativos e usar vírgula como separador decimal (conforme pedido).