(3,0 pontos) Pode-se interpretar um alto forno sob um ponto de vista simples como um processo no qual possui uma reação principal ocorre, como:
Mas algumas outras reaçôes paralelas indesejáveis ocorrem, principalmente
Após
de carbono (coque) serem misturados com 2000 lb de óxido de ferro puro,
, o processo produz
de ferro puro, 185 lb de FeO e 85,0 lb de
. Calcule os seguintes itens (Dados:
.
a) A porcentagem em excesso do carbono empregado, baseado na reação principal.
b) A porcentagem de conversão do
a Fe .
c) A massa em libras do carbono consumido e a massa em libras do CO produzido por tonelada de
carregado.
a) A porcentagem em excesso do carbono empregado, baseado na reação principal.
b) A porcentagem de conversão do
c) A massa em libras do carbono consumido e a massa em libras do CO produzido por tonelada de
Passo 1
Resumindo o enunciado: misturamos
lb de carbono com
lb de
. As reações possíveis são
O processo gerou
lb de Fe puro,
lb de FeO e
lb de
não reagido. Pedem:
a) excesso de C (%) baseado na reação principal;
b) conversão de em Fe (%);
c) massa de C consumido e de CO produzido por tonelada (2000 lb) de .
a) excesso de C (%) baseado na reação principal;
b) conversão de
c) massa de C consumido e de CO produzido por tonelada (2000 lb) de
Passo 2
Calcular massas molares e quantidades teóricas:
Massa molar de :
Massa molar de
Massa molar de C:
.
Moles de alimentados:
Moles de
Para reagir completamente via reação principal, seriam necessários
Passo 3
Excesso de carbono:
Passo 4
Conversão de
em Fe pela reação principal:
Moles de Fe formados . Mas reação dá 2 mol de Fe por mol de
, logo
Moles de Fe formados
Percentual de conversão =
Passo 5
Para a parte (c), primeiro achamos moles de
:
Total de C consumido (3 mol por
mais 1 mol por
):
Total de CO produzido (3 mol por
mais 1 mol por
):
Resposta
a)
de excesso de carbono.
b) de conversão de
em Fe.
c) Por tonelada de carregada consomem-se
lb de C e produzem-se
lb de CO.
b)
c) Por tonelada de