Uma corrente de gás que entra em um absorvedor é composta por
de
e
de ar. A taxa de fluxo molar é de
na pressão de 1 bar e na temperatura de 360 K . Quando a corrente de gás sai do absorvedor,
do
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
e
como 46,28 e 32 , respectivamente.
Quais são as taxas de fluxo de massa da corrente de gás na entrada e na saída em
?
Considere os gases presentes na corrente de gás como gases ideais e que a massa do
Quais são as taxas de fluxo de massa da corrente de gás na entrada e na saída em
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede e ver o que precisamos.
– Enunciado: um gás entra num absorvedor a 1 mol/min, 20 mol% de CO₂ e 80 mol% de ar. Na saída, 98% do CO₂ foi retirado pela amina e o resto segue no gás junto com o N₂ e O₂ do ar. A massa molar de CO₂, N₂ e O₂ vale 46, 28 e 32 g/mol.
– Matéria envolvida: balanço de massa e conversão de vazão molar para vazão mássica.
– Vamos precisar:
– Enunciado: um gás entra num absorvedor a 1 mol/min, 20 mol% de CO₂ e 80 mol% de ar. Na saída, 98% do CO₂ foi retirado pela amina e o resto segue no gás junto com o N₂ e O₂ do ar. A massa molar de CO₂, N₂ e O₂ vale 46, 28 e 32 g/mol.
– Matéria envolvida: balanço de massa e conversão de vazão molar para vazão mássica.
– Vamos precisar:
- Calcular as vazões molares de cada componente na entrada.
- Converter essas vazões molar em vazão mássica usando $ \dot m = \dot n \cdot M $.
- Ver o que sobra na saída (98% de remoção de CO₂ e inertes sem mudança de n).
- Converter a saída pra massa também.
Passo 2
Calcular as vazões molares na entrada:
– CO₂:
– Ar total:
– CO₂:
– Ar total:
Agora, como “ar” é mistura de N₂ e O₂ (aprox. 79% N₂ e 21% O₂ em mol):
– N₂:
– O₂:
– N₂:
– O₂:
Passo 3
Converter para vazão mássica na entrada usando $ \dot m_i = \dot n_i\cdot M_i $:
– CO₂:
– N₂:
– O₂:
– CO₂:
– N₂:
– O₂:
Somando tudo:
Passo 4
Na saída: 98% do CO₂ foi absorvido, só sobra 2% do que entrou.
–
Os inertes (N₂ e O₂) não mudam de vazão molar:
–
–
–
Os inertes (N₂ e O₂) não mudam de vazão molar:
–
–
Passo 5
Converter para vazão mássica na saída:
– CO₂:
– N₂:
– O₂:
– CO₂:
– N₂:
– O₂:
Somando:
Resposta
– Vazão mássica na entrada do absorvedor: 32,28 g/min
– Vazão mássica na saída do absorvedor: 23,26 g/min
– Vazão mássica na saída do absorvedor: 23,26 g/min