Integracin IV UTN Facultad Regional del NeuqunProf.: Ing. M. Aranda

Segundo Parcial. Alumno: _____________

1) Qu son los servicios auxiliares? (1 punto)2) Mencione diferentes usos del agua3) Una corriente de aire a 30C y 10% de humedad relativa se humidifica en una torre de aspersin

adiabtica que funciona a P=1atm. El aire que emerge debe tener una humedad relativa de 40%.a) Determine la humedad absoluta y la temperatura de

saturacin adiabtica del aire de entradab) Use el diagrama psicromtrico para calcular:

i. La velocidad a la cual se debe agregar el agua para humidificar 1000 kg/h del aire de entrada

ii. La temperatura del aire de salida

4) Arme el diagrama de flujos correspondiente a una planta de generacin carbn segn la siguiente descripcin

Composicin del carbn en peso

En la planta se generan 500 MW de energa elctrica. El carbn, se quema con 15% de aire en exceso. formar SO2 y una cantidad despreciable de SOCO2 y H2O. Esencialmente todo el nitrsalen del horno en dos corrientes: 80% sale como mientras que el resto sale como cenizas depositadas en el fondo a 900C.

Facultad Regional del Neuqun JTP: Ing. E. Krumrick

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Qu son los servicios auxiliares? (1 punto) Se aprueba conagua como servicio auxiliar (1 puntos)

Una corriente de aire a 30C y 10% de humedad relativa se humidifica en una torre de aspersin adiabtica que funciona a P=1atm. El aire que emerge debe tener una humedad relativa de 40%.

soluta y la temperatura de saturacin adiabtica del aire de entrada (1 punto) Use el diagrama psicromtrico para calcular:

La velocidad a la cual se debe agregar el agua para humidificar 1000 kg/h del aire de entrada (2 puntos) La temperatura del aire de salida (2 puntos)

correspondiente a una planta de generacin carbn segn la siguiente descripcin (8 puntos)

en peso: 75,2% C + 5,0% H + 1,6% N + 3,5% S + 7,5% O + 7,2% Cenizas

En la planta se generan 500 MW de energa elctrica. El carbn, se alimenta a 25C se quema con 15% de aire en exceso. Durante la combustin del carbn, el azufre reacciona para

ntidad despreciable de SO3, mientras que el C y el H se oxidan por completo hasta todo el nitrgeno del carbn sale del horno como N2

salen del horno en dos corrientes: 80% sale como cenizas en suspensin en los gases de combusmientras que el resto sale como cenizas depositadas en el fondo a 900C.

Ao 2014 JTP: Ing. E. Krumrick

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Se aprueba con 9/15 puntos

Una corriente de aire a 30C y 10% de humedad relativa se humidifica en una torre de aspersin

correspondiente a una planta de generacin de energa a base de

C + 5,0% H + 1,6% N + 3,5% S + 7,5% O + 7,2% Cenizas.

se alimenta a 25C a un horno, donde la combustin del carbn, el azufre reacciona para

se oxidan por completo hasta 2. Las cenizas del carbn

cenizas en suspensin en los gases de combustin,

Integracin IV UTN Facultad Regional del Neuqun Ao 2014 Prof.: Ing. M. Aranda JTP: Ing. E. Krumrick

El aire de combustin entra al proceso a 25C y con 50% de hr y se enva al intercambiador de calor, donde su temperatura se incrementa a 315C por intercambio de calor con el gas de combustin del horno. Despus se alimenta a la caldera, donde reacciona con el carbn. El gas de combustin sale del horno a 330C, pasa a un precipitador electrosttico, donde se elimina 99,9% de su material particulado, y despus se enva a un precalentador de aire, donde intercambia calor con el aire de combustin. El gas de combustin sale del precalentador y se divide en dos corrientes iguales, cada una de las cuales se alimenta a dos trenes de lavado idnticos. Cada tren est construido para procesar 60% de los gases de combustin, permitiendo flexibilidad y redundancia parcial en caso de que uno de ellos deba detenerse para su mantenimiento (representar un solo tren de lavado en el diagrama de flujos). En cada uno de los trenes de lavado, la corriente de gas dividida, se alimenta a una torre lavadora donde entra en contacto con un lodo acuoso de piedra caliza y se somete a un enfriamiento adiabtico a 53C. El lodo absorbe el SO2, el cual reacciona con la piedra caliza:

CaCO3 + SO2 + H2O --> CaSO3H2O + CO2 (1) El lodo slido-lquido de piedra caliza entra a la torre lavadora a 50C; la porcin lquida del lodo fluye a 15,2 kg de lquido/kg de gas de entrada y la proporcin de slido/lquido en el lodo es de 1:9 por peso. El lquido est saturado con CaCO3 y CaSO3. El gas de combustin limpio, cumple con los estndares para emisiones de SO2; sale de la torre lavadora saturado con agua a 53C conteniendo el nico constituyente de los gases de combustin que es absorbido en la torre lavadora. El gas de combustin limpio se recalienta entonces a 80C, se mezcla con la corriente limpia de gases de combustin del otro tren y se enva a la chimenea, donde se libera a la atmsfera.

Los slidos de lodo acuoso usado que sale de la torre contienen CaCO3 sin reaccionar, ceniza del gas de combustin, materiales inertes que entran al proceso con la piedra caliza fresca y CaSO3 formado por la reaccin de la ecuacin (1). La porcin lquida del lodo, est saturada con CaCO3 y CaSO3 y tiene una gravedad especfica de 0,988. El lodo lavado se divide en dos corrientes, una se enva a un tanque mezclador, donde se combina con piedra caliza fresca finamente molida, agua de compensacin y una corriente de recirculacin. La corriente fresca de lodo que viene del tanque mezclador se alimenta a la parte superior de la torre lavadora. La otra corriente de lodo lavado se enva a un filtro, donde los slidos hmedos que contienen cenizas, materiales inertes CaSO3 y CaCO3, se separan del filtrado, el cual est saturado con estos dos ltimos componentes y es la corriente de reciclo que se alimenta al tanque mezclador. Los slidos hmedos contienen 50,2% en peso de lquido, que tiene la misma composicin que el filtrado.

La piedra caliza molida fresca se alimenta al tanque mezclador a una velocidad que est 5,2% en exceso de lo requerido para reaccionar con el SO2 absorbido del gas de combustin. El material de piedra caliza que se alimenta, consta de 92,1% de CaCO3 y el resto es material inerte insoluble.

La generacin de vapor y su uso en la produccin de electricidad en esta instalacin, son tpicos de muchas plantas de energa. La caldera que se emplea en este caso, genera vapor a condiciones supercrticas: 540C y 24,1 MPa abs. Se deriva trabajo mecnico por la expansin del vapor a travs de un sistema de turbinas generadoras de energa; se utilizan calentadores y separadores de humedad adecuados para facilitar la operacin. El vapor a baja presin que se extrae del sistema de energa contiene 27,5% de agua lquida a 6,55 kPa abs. Se retira calor del vapor hmedo a baja presin en un condensador mediante agua de enfriamiento que lleva esta ltima a 25C y sale a 28C. El condensador produce un condensado saturado a 38C, el cual se bombea de regreso a la caldera.