09 07 2013

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SISTEMI ENERGETICI AVANZATI per allievi ingegneri energetici Appello del 9 luglio 2013 Tempo a disposizione: 1 ora e 30 min Avvertenze per lo svolgimento del tema d’esame: 1) Indicare chiaramente nome e cognome su tutti i fogli che si intendono consegnare. 2) Rispondere brevemente ma con chiarezza solamente ai quesiti posti. Calcoli e spiegazioni - pur corretti in sé - che non rispondono ai quesiti posti non saranno considerati ai fini della valutazione. 3) Il punteggio dei singoli esercizi si riferisce ad esercizi svolti in modo completo con risultati numerici esatti. Risultati numerici corretti ma non accompagnati dalle relative spiegazioni non saranno presi in considerazione. 4) La votazione dell'esame è la somma dei voti riportati nei singoli esercizi e di un bonus (punti 6) assegnato in considerazione del grado di completamento di almeno uno degli esercizi, della com- prensibilità della calligrafia, dell'ordine del testo della risoluzione, del livello delle spiegazioni a cor- redo. Il punteggio finale verrà normalizzato in base ai risultati medi. Il punteggio minimo per l'am- missione all'orale è 16/30. 5) Parlare con i colleghi e/o copiare prevede l’immediato annullamento del compito. Quesito (14 punti) In un impianto di produzione idrogeno basato su un processo ATR la portata di syngas umido al- l'uscita del reattore di water gas shift a bassa temperatura è pari a 100 kg/s. La composizione del syngas in quel punto è assegnata nella tabella sottostante: Frazione molare nel syngas Massa molare, kg/kmol PCI, MJ/kg Ar CH 4 CO CO2 H2 H2O N2 0.4 % 0.3 % 0.8 % 20.8 % 59.5 % 17.8 % 0.4 % 39.94 16 28 44 2 18 28 ------ 50.01 10.10 ------ 119.95 ------ ------ Massa molare, kg/kmol: 14.09 Il syngas viene successivamente raffreddato e, una volta rimossa l'acqua condensata,…