Uma corrente de gás que entra em um absorvedor é composta por 20 mol % de CO2 e 80 mol % de ar. A taxa de fluxo molar é de 1 mol / min na pressão de 1 bar e na temperatura de 360 K . Quando a corrente de gás sai do absorvedor, 98 % do CO2 de entrada foi absorvido em uma corrente líquida de amina em fluxo.
Considere os gases presentes na corrente de gás como gases ideais e que a massa do CO2, N2 e O2 como 46,28 e 32 , respectivamente.
Qual a taxa de fluxo volumétrico na entrada e na saída em m^3 / min ?

Passo 1

Beleza, deixa eu resumir o que temos e a matéria envolvida.
Enunciado: entra um gás com 1 mol/min total, sendo 20 mol % CO₂ e 80 mol % ar, a 1 bar e 360 K. No absorvedor, 98 % do CO₂ some (é absorvido), gerando um gás de saída com o resto. A tarefa é achar a vazão volumétrica (m³/min) na entrada e na saída.
Conteúdo: lei dos gases ideais. Vamos usar a fórmula
dot V = dot n,R,TP
Onde
é vazão volumétrica,
é vazão molar,
constante dos gases (0,08314 L·bar/(mol·K)),
temperatura em K,
pressão em bar.

Passo 2

Calcular vazão volumétrica de entrada.
A vazão molar total de entrada é dot Vrm in = dot nrm in;R;TP = 1,00;l(0,08314,tfracLcdot barmolcdot Kr);360;K1;bar . Aplicando a lei dos gases ideais:
dot Vrm in = 0,08314 times 360 = 29,93;L/min = 0,02993;m^3/min

Passo 3

Determinar a vazão molar de saída.
  • CO₂ entra 20 % de 1 mol/min = 0,20 mol/min.
  • Absorvem 98 % disso, sobra 2 % de 0,20 →
dot nrm CO2,,out = 0,20 times 0,02 = 0,004;mol/min
  • O ar (80 % de 1 mol/min = 0,80 mol/min) não é alterado.
    Então a vazão molar total de saída é
dot nrm out = dot nrm CO2,,out + dot nrm ar = 0,004 + 0,80 = 0,804;mol/min

Passo 4

Calcular vazão volumétrica de saída usando novamente a lei dos gases ideais:
dot Vrm out = dot nrm out;R;TP = 0,804;l(0,08314r);3601 = 0,804 times 29,93 approx 24,07;L/min = 0,02407;m^3/min

Resposta

Vazão volumétrica de entrada: 0,02993 m³/min
Vazão volumétrica de saída: 0,02407 m³/min

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