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• Esteban Ramirez

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COMPONENTE PRACTICO VIRTUAL

MOMENTO INTERMEDIO

GUSTAVO ESTEBAN RAMIREZ BELTRAN

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FACULTAD DE ESTUDIOS EN AMBIENTES VIRTUALES INGENIERIA AMBIENTAL ACACIAS – META 2017

INTRODUCCION En el siguiente trabajo vamos a trabajar las distintas conversiones de unidades de uso cotidiano.

Taller - Virtual A continuación encontrara tres situaciones, que se deben desarrollar considerando que el aire se comporta como el agua, es decir utilice las formulas convencionales de caudal y explique a que se refiere y como influiría en el ambiente un caudal de aire de esta magnitud. A. Por la chimenea de una fábrica de abonos nitrogenados, sale un caudal de gas de 930 Nm3/h. Dicha instalación utiliza como combustible 20.000 Nm3/día de un gas natural cuya densidad es de 0,75 gr/L medida en condiciones normales. Si el factor de emisión para los óxidos de nitrógeno es de 3 Kg NOx/ t de gas natural, calcular la concentración de NO y NO2 en ppm, si el 90% en peso de los NOx generados corresponden a NO. Para desarrollar los ejercicios siga las instrucciones. Lo primero es recopilar la información que nos proporciona el problema: Caudal de gas= 930 Nm3/h Combustible= 20.000 Nm3/día; d= 0,75 g/l 0,75 kg/ m3 en condiciones normales. Emisión de NOx: 3 kg NOx/t combustible [NO] ? [NO2] ? en ppm. 90% (en peso) de NOx como NO M(NO)= 30,01 g mol-1 M(NO2) = 46,01 g mol-1 Se pide determinar la concentración de NO y NO2 en ppm (ml m3). Como se sabe que el 90% del NOx será NO el resto será NO2. Por tanto si sabemos cuánto NOx estamos produciendo será muy fácil determinar cuánto NO y NO2 tenemos. Por tanto podemos calcular la concentración total de óxidos de nitrógeno, conociendo el factor de emisión de los mismos, la cantidad de combustible incinerada diariamente y los gases emitidos en dicha incineración. Una vez conocido el total de óxidos de nitrógeno, se calculan las concentraciones de NO y NO2 sabiendo que su proporción es 90 y 10% en peso, respectivamente. 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑚3 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑄𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 = 20.000 𝑑𝑖𝑎 𝑃𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 = 0,75 20.000

𝑔𝑟 𝐺𝑎𝑠 𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 𝐿 𝑐𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒

𝑚3 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑔𝑟 𝐺𝑎𝑠 𝑁𝑎𝑡 1000 𝐿 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 0,75 𝑑𝑖𝑎 𝐿 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑚3 𝐶𝑜𝑚𝑏𝑢𝑠𝑡𝑖𝑏𝑙𝑒

= 1,5 ∗ 107

𝑔𝑟 𝐺𝑎𝑠 𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑎

𝐶ℎ𝑖𝑚𝑒𝑛𝑒𝑎 𝑄𝐺𝑎𝑠𝑒𝑠 = 930 𝑁𝑂𝑋 = 3

𝑚3 𝐺𝑎𝑠𝑒𝑠 ℎ

𝐾𝑔 𝑁𝑂𝑋 𝑡𝑜𝑛 𝐺𝑎𝑠 𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙

𝑇 = 273 𝐾 , 𝑝 = 1 𝐴𝑡𝑚

1,5 107

𝑔𝑟 𝐺𝑎𝑠 𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 1 𝑡𝑜𝑛 𝐺𝑎𝑠 𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 3000 𝑔𝑟 𝑁𝑂𝑋 𝑑𝑖𝑎 ℎ = 2,016 6 𝑑𝑖𝑎 10 𝑔𝑟 𝐺𝑎𝑠 1 𝑡𝑜𝑛 𝐺𝑎𝑠 𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 24 ℎ 930 𝑚3 𝐺𝑎𝑠𝑒𝑠

𝑁𝑂𝑋 90 % 𝑁𝑂 , 10% 𝑁𝑂2 𝑁𝑂 = 2,016

𝑔𝑟 𝑁𝑂𝑋 90 𝑔𝑟 𝑁𝑂 𝑔𝑟 𝑁𝑂 = 1,814 3 3 𝑚 𝐺𝑎𝑠𝑒𝑠 100 𝑔𝑟 𝑁𝑂𝑋 𝑚 𝐺𝑎𝑠𝑒𝑠

𝑃𝑉 =𝑛𝑅 𝑇

1 𝑎𝑡𝑚 𝑉 =

1,814 𝑔𝑟 𝑁𝑂 𝑎𝑡𝑚 𝐿 0,082 273 𝐾 𝑔𝑟 𝑚𝑜𝑙 𝐾 30 𝑚𝑜𝑙

𝑉 = 1,35 𝐿 , 𝑁𝑂 = 1350 𝑚𝑙, 𝑁𝑂 = 1350 𝑝𝑝𝑚

𝑁𝑂2 = 2,016

𝑔𝑟 𝑁𝑂𝑋 10 𝑔𝑟 𝑁𝑂2 𝑔𝑟 𝑁𝑂2 = 0,201 𝑚3 𝐺𝑎𝑠𝑒𝑠 100 𝑔𝑟 𝑁𝑂𝑋 𝑚3 𝐺𝑎𝑠𝑒𝑠

𝑃𝑉 =𝑛𝑅𝑇

1 𝑎𝑡𝑚 𝑉 =

0,201 𝑔𝑟 𝑁𝑂2 𝑎𝑡𝑚 𝐿 0,082 273 𝐾 𝑔𝑟 𝑚𝑜𝑙 𝐾 46 𝑚𝑜𝑙

𝑉 = 0,098 𝐿 𝑁𝑂2 = 98 𝑚𝐿 𝑁𝑂2 = 98 𝑝𝑝𝑚

B. Una fábrica emplea como combustible 3.5 toneladas diarias de carbón, que contiene un 90% de C y un 2% de S; y cuya combustión, emite 1700 Nm3 /h de gases a la atmosfera. Calcular: 1. La concentración de partículas en el gas de emisión si un 5% del contenido de C se emite en forma de partículas. 𝐶 = 90% = 0.90 (3.5) = 3,15 𝑆 = 2% = 0.02(3.5) = 0.07 0.1575

𝑇𝑀 𝑑𝑖𝑎

𝑇𝑀 𝑑𝑖𝑎

𝑇𝑜𝑛 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 1 𝑑𝑖𝑎 𝑇𝑜𝑛 𝑐𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 1 𝑑𝑖𝑎 1000 𝐾𝑔 = 6.56 𝑘𝑔/ℎ 𝑑𝑖𝑎 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑎 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

2. El contenido de SO2 en los gases de emisión, (mg/Nm3), suponiendo que no se aplica ningún sistema de depuración. 2,92 𝑘𝑔/ℎ 106 𝑀𝑔 1 𝑚𝑜𝑙 𝑆𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑆 64 𝑔𝑟 𝑆𝑂2 𝑚𝑔 = 3435.30 𝑆𝑂2 3 1700 𝑁𝑚 /ℎ 1 𝑘𝑔 1 𝑚𝑜𝑙 𝑆 32 𝑔𝑟 𝑆 1 𝑚𝑜𝑙 𝑆𝑂2 𝑁𝑚3 3. La concentración final de partículas, tras la instalación de un filtro de mangas que tiene una eficacia teórica del 99%. 0,01 ∗ 3435.30 = 34.353 𝑚𝑔 𝑝𝑎𝑟𝑡𝑖𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠/𝑚3 C. La empresa “Gold & Silver S.A” emplea para sus procesos 1300 toneladas de carbón por día, con un contenido de azufre elemental del 4%. ¿Cuál sería la cantidad máxima (tn) que emitiría de SO2 en un día (combustión completa)? 𝐶 = 96% = 0.96(1300) = 1248 𝑆 = 4% = 0.04(1300) = 52 52

𝑇𝑜𝑛 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 𝑑𝑖𝑎

𝑇𝑜𝑛 𝐴𝑧𝑢𝑓𝑟𝑒 𝑑𝑖𝑎

𝑇𝑜𝑛 𝐶𝑎𝑟𝑏𝑜𝑛 1 𝑚𝑜𝑙 𝑆𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑆 64 𝑔𝑟 𝑆𝑂2 𝑇𝑜𝑛 𝑆𝑂2 ∗ = 104 𝑑𝑖𝑎 1 𝑚𝑜𝑙 𝑆 32 𝑔𝑟 𝑆 1 𝑚𝑜𝑙 𝑆𝑂2 𝑑𝑖𝑎

BIBLIOGRAFIA

UNAD, CEAD Pitalito,2017, Apoyo punto 1 componente practico virtual del curso Control de la contaminación Atmosférica, Recuperado el 29 de abril de 2017, de https://drive.google.com/file/d/0B_xhrbmuw2XiUkhhaWxZSk1vNEk/view

UNAD, CEAD Pitalito,2017, Apoyo punto 2y3 componente practico virtual del curso Control de la contaminación Atmosférica, Recuperado el 29 de abril de 2017, de https://drive.google.com/file/d/0B_xhrbmuw2XiSm0yb3VrUFJsU2c/view