Exercise 4 Text

Pagina 1

Dipartimento di Energia Politecnico di Milano Piazza Leonardo da Vinci 32 - 20133 MILANO Esercitazioni del corso “FONDAMENTI DI PROCESSI CHIMICI” Prof. Gianpiero Groppi ESERCITAZIONE 4 Calcolo della composizione e della temperatura di uscita dal primo stadio del reattore di conversione del CO. Si faccia riferimento ai gas provenienti dal Reforming II co n aria: essi sono inviati al reattore di conversione del CO (reattore a due stadi), dove avviene la seguente reazione (di WGS): CO + H2O  CO2 + H2 Si consideri il primo stadio della conversione di CO e si supponga la reazione venga condotta in modo adiabatico. Supponendo che i gas in uscita abbiano una composizione che corrisponde a quella di equilibrio termodinamico a una temperatura di 20°C superiore a qu ella effettiva di uscita, si chiede di determinare composizione e temperatura effettiva della corrente in uscita. DATI e IPOTESI: Corrente 1: P = 30 ata T = 360°C Corrente 2: P = 30 ata T OUT = ? Ipotesi: Equilibrio termodinamico per la reazione di WGS Miscela di gas ideali Reattore adiabatico 2 Composizione Portata (Nm 3/h) % Vol. sul secco H2 56.36 N2 22.24 CO 12.56 CO2 8.27 Ar 0.27 CH4 0.3 H2O 73411 secco 120264 100.00 Totale 193675 3 Risoluzione Le incognite del problema sono la composizione e la temperatura T out della corrente uscente dal reattore. Per la loro determinazione occorrerà scr ivere il bilancio materiale e il bilanc io termico sul reattore, ipotizzando che venga raggiunto l’equilibrio termodinamico in uscita e che il reattore sia adiabatico. Si definisce il grado di avanzamento  della reazione e si scrive la composizione del sistema in uscita in funzione di , assumendo come base di calcolo 100 mol di gas secco in ingresso Composizione Portata (Nm 3/h) n in (mol/h) n out (mol/h) H2 56.36 56.36 +…