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1 Dipartimento di Energia Politecnico di Milano Piazza Leonardo da Vinci 32 - 20133 MILANO Esercitazioni del corso “FONDAMENTI DI PROCESSI CHIMICI” Prof. Luca Lietti ESERCITAZIONE 0 Esercizio 1 Si faccia riferimento ai gas provenienti dal Reforming II con aria, la cui composizione è riportata in tabella. Essi vengono inviati al reattore di conversione del CO, dove avviene la seguente reazione (Water Gas Shift, WGS): CO + H2O ↔ CO2 + H2 Si chiede di determinare la conversione di CO e la composizione volumetrica in uscita dal reattore affinché il tenore di CO nella corrente uscente sia ridotto allo 0.39% volumetrico sul secco. Composizione Portata (Nm3/h) % Vol. sul secco H2 56.36 N2 22.24 CO 12.56 CO2 8.27 Ar 0.27 CH4 0.3 H2O 73411 Σsecco 120264 100.00 Totale 193675 Esercizio 2 Il processo di metanazione della CO2 può essere schematizzato secondo le seguenti reazioni: CO2 + 4 H2 ↔ CH4 + 2 H2O (1) CO2 + H2 ↔ CO + H2O (2) La reazione (1) è la reazione di Sabatier, mentre la reazione (2) è la reazione di Reverse Water Gas Shift (RWGS). Il rapporto H2/CO2 in ingresso è pari a 4. Si chiede di calcolare la concentrazione molare del gas in uscita dal reattore, sapendo che la conversione dell’anidride carbonica è pari al 90% e la selettività a metano è pari al 95%. 2 Risoluzione Esercizio 1 Si scrive il bilancio materiale per ogni componente sul reattore di conversione. Si sceglie come base di calcolo 100 mol/h di secco in ingresso. Si definisce poi il grado di avanzamento λ della reazione e si scrive la composizione del sistema in uscita in funzione di λ Composizione Portata (Nm3/h) nin (mol/h) nout (mol/h) H2 56.36 56.36 + λ N2 22.24 22.24 CO 12.56 12.56 - λ CO2 8.27 8.27 + λ Ar 0.27 0.27 CH4 0.3 0.3 H2O 73411 61.04 61.04 - λ Σsecco 120264 100.00 100.00 + λ Totale 193675…