3- Grandes usinas termoelétricas (cerca de 1000 MW de potência) usando combustores de leito fluidizado, poderão ser construídas algum dia. Estas usinas gigantes seriam alimentadas por 240 toneladas de carvão/h (
de C, 10% de
), dos quais
queimariam no interior de uma série de leitos fluidizados principais e os outros
queimariam em algum outro ponto do sistema. Um projeto sugerido poderia usar uma bateria de 10 leitos fluidizados, cada um com 20 m de comprimento e 4 m de largura, contendo sólidos até uma profundidade de 1 m . Encontre a taxa de reação no interior dos leitos, baseando-se no oxigênio consumido
Passo 1
O enunciado trata de uma usina de
MW que queima
t/h de carvão (
% C e
%
) e diz que
% desse combustível queima em
leitos fluidizados, cada um com
,m de comprimento,
,m de largura e
,m de profundidade de sólidos. Queremos a taxa volumétrica de reação baseada no consumo de oxigênio dentro dos leitos. Para isso vamos usar estequiometria das reações de combustão e definição de taxa volumétrica de reação.
Passo 2
Primeiro dividimos a vazão de carvão entre C e
e depois vemos quanto vai para os leitos:
– Vazão total de carvão:
– Vazão total de carvão:
– Composição em massa:
% C e
%
.
– Só metade queima nos leitos fluidizados:
Passo 3
Convertendo para kmol/h:
Passo 4
Reações e consumo de
:
Logo o consumo total de oxigênio nos leitos é
Passo 5
Cada leito tem área de base
,
e profundidade de sólidos
m, logo volume de cada leito
e o total dos
leitos é
A taxa volumétrica de consumo de
é
Convertendo para unidades de mol/(s
):
Resposta
A taxa volumétrica de reação (baseada no consumo de oxigênio) nos leitos é