Estudio de Hábitos Ambientales y Manejo de Residuos en Alumnos de Arquitectura, Diseño e Ingeniería
ciencias ambientales - problemas de residuos sólidos.pdf
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1 23
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE INGENIERÍA
CATERA:
Ciencias Ambientales
PRESENTADO A:
Ing. José Pomalaya Valdez
REALIZADO POR:
ALFARO ASTOHUAMÁN, Ángel
ALUMNO DEL VIII SEMESTRE DE LA FIQ-UNCP
Ciudad Universitaria – Huancayo Perú
Julio del 2008
PROBLEMAS
DE RESIDUOS SÓLIDOS
2 23
1. En una determinada incineradora se queman diaria mente 45 ton e unos residuos que contienen varios compuestos mercúricos , con una concentración total de 2 g de mercurio por kg de re siduo. Si en el proceso de incineración el mercurio se emitiera en forma de átomos gaseoso, expresado tanto en ppm como en mg/Nm 3, si el caudal de gases es de 15 Nm 3/kgde residuo incinerado.
Solución:
Residuos: 45 TM = 45000 Kg
Concentración: residuo kg
Hg g 2
Cantidad de Hg: ( ) kgHggkgkg
gHg909000045000
2 ==
Flujo de gases: kgresiduo
Nm 3
15
Total de Gases: 33
6750004500015 Nmkgresiduoxkgresiduo
Nm =
Calculo de la concentración:
3
3333
39.14
1
10
1
10
6.200
1
675000
90
Nm
cm
kg
g
l
cm
gHg
molHg
Nm
kgHg =
=
3 23
2. Al hacer una auditoria ambiental en una empresa se detecta que sus problemas medio ambientales son fundamentalmente:
• Emisiones de óxidos de nitrógeno (medidos como dióxido de nitrógeno) de 400mg/Nm3.
• Aguas con 60mg/l de butanol y un contenido de zinc de 250ppm.
Calcule:
a. ¿Cual debiera ser la eficacia del sistema de eliminación de óxidos de nitrógeno a instalar si sus emisiones deben reducirse a 20 ppm?
b. ¿Cuál será el DBO del agua residual si se considera que se debe exclusivamente al butanol?
c. ¿Cuántos ml de disolución 0.1 M de fosfato de sodio habrá que añadir, por litro de agua residual, para eliminar el zinc que contiene, precipitándolo como fosfato de zinc, si el rendimiento del proceso es del 78 %? La eliminación del zinc, ¿Será completa? Justifique la respuesta.
d. Si el fosfato de zinc generado en el apartado se retira en forma de lodos con un 46% de humedad, y sabiendo que el caudal de agua residual es de 0.5 m3/h ¿Cuál será el peso mensual de lodos retirados?
Solución:
a. Concentración NO2 :
3
333
3378.194
1
10
1046
1
1
41.22400
Nm
cm
l
cm
mgx
mol
molNm
mg =
Concentración NO2 = 194cm3/Nm3
Emisión: 194.78 – 20 = 174.78pp
Eficacia: %73.89%10078.194
78.174 =x
b. La reacción de biodegradación:
OHCOOCHOCHCHCH 222223 442
11 +→+−−−
4 23
lAgua
mgODBO
molO
mgOx
mgx
OHmolC
OHmolC
molO
l
mgDBO
2
2
23
384
84
2
67.146
1
1032
1072
1
1
5.560
=
=
c. La reacción:
+− +→+ NaPOZnPONaZn 6)(23 243432
433
43
10548.2
1039.65
1
3
2250
POmolNax
mgZnx
molZn
molZn
POmolNa
l
mgZn
−=
=
l
POmlNa
lmol
molx
M
nV
V
nM 43
3
548.2/1.0
10548.2 ===⇒=−
Rendimiento 78%: siduallAgua
POmlNaVf
Re66.32
78.0
48.25 43==
La eliminación de Zn no es completa, permanece en disolución la
cantidad de Zn correspondiente al producto de solubilidad del 243 )(POZn
d. El 243 )(POZn ; como lodos:
Cantidad de 243 )(POZn :
deHumedadconPOlodosdeZnsiduallAgua
POgZn
mgZnx
molZn
POmolZn
POgZn
molZn
POmolZn
l
mlZn
%46)(;Re
)(492.0
1039.65
1
)(1
)(11.386
3
)(1250
243243
3243
243243
−=
= −
mes
POkgZn
g
Kgx
m
lx
mes
díasx
dia
hx
h
mx
l
g 24333
33 )(328
10
1
1
1030245.0
)54.0(
492.0 ==
5 23
3. Las aguas residuales del prensado de pulpas de u na industria azucarera tienen un contenido de sacarosa (C12O22H11) de 2000mg/l y de sólidos en suspensión de 12 g/l. Sabiendo que su caudal es de 0.6 m3/ton de azúcar producido. Calcule para una azucarera que pr oduzca 2000 ton mensuales de azúcar:
a. ¿Cuál seria la DBO total de esta agua suponiendo que se produce una oxidación completa de sacarosa?
b. Si para depurar las aguas residuales se opta por un proceso anaeróbico, logrando que el carbono de la sacarosa se transforme en metano con un rendimiento del 70%. Calcule la cantidad de metano generado mensualmente, expresado en m3medidos en condiciones normales.
c. Si los sólidos en suspensión se reducen hasta 30mg/l, retirándose como lodos húmedos con una humedad de 65%. Calcule el peso mensual de lodos producidos.
d. ¿Qué cantidad de carbón, de PCI 7300kcal/kg y contenido de azufre de 1.8 % se podría ahorrarse mensualmente empleando en su lugar el metano generado en el proceso de depuración?
e. ¿Cuáles serian las emisiones de SO2 a la atmósfera (expresado en ppm y en mg/Nm3) si en lugar del metano generado se emplea el carbón mencionado en el apartado d, teniendo en cuneta que las emisiones de gases a la atmósfera son de 8000 Nm3/tonelada de carbón?
DATOS:
molkcalOHH
molkcalCOH
molkcalCHH
/8.57)(
/1.94)(
/9.17)(
2º
2º
4º
−=∆
−=∆
−=∆
Solución:
a. Sacarosa C12H22O11 : 2000 mg/l
Sólidos en suspensión: 2g/l
Flujo de agua residual: 0.6m3/TM azúcar
Producción: 2000TM azúcar/mes
Reacción de biodegradación:
OHCOOOHC 222112212 111212 +→+
6 23
lagua
mgO
molO
mgOx
OHmgCx
OHmolC
OHmolC
molO
l
OHmgCDBO
2
2
23
1122123
112212
112212
2112212
6.2245
1
1032
10342
1
1
122000
=
=
b. En el proceso anaeróbico:
COCOCHOHCbacterias
4911 24112212 ++ →
Calculo del volumen del metano CH4:
Flujo del agua Residual:
mesmmes
TMazucarx
TMazucar
m/1200
20006.0 3
3
==
mes
CHNm
molCH
lCHx
OHmgCx
OHmolC
OHmolC
molCH
mes
m
l
OHmgC
43
4
4
1122123
112212
112212
43
112212
08.12351
4.22
10342
1
2
11200
7.0
2000
=
=
c. Lodos : Sólidos en Suspensión:
12g/l =12000mg/l
Lodos retirados:
12000mg/l -30mg/l = 11970mg/l
mes
TMlodos
mg
TMx
m
lx
mes
mx
l
mg04.41
10
1101200
)35.0(
1197093
33
==
d. Cantidad de carbón:
S = 1.8%; C = 98.2%
7 23
Se tiene la cantidad de CH4 de (b):
4
33
3
4
4
4
44
3
2.882
10
1
1
10
1
16
4.22
108.1235
KgCH
g
kgx
m
lx
molCH
gCHx
lCH
molCHxCHm
=
=
En la reacción del carbón C:
24222 COCHOHC +→+
kgCarbón
kgC
molC
gCx
gCH
molCHx
molCH
molCxkgCH
55.1347
982.0
3.1223
1
12
16
1
1
22.882
4
4
44
=
==
e. Las emisiones de SO2 :
La reacción:
22 SOOS →+
Flujo:
gasesNmTMCarbónxTMcarbón
Nm 33
44.107803475.18000 ==
S = 0.018x (1347.55) = 24.256 Kg S
23
3
333
2
2
2
2
2
223
15751575
1
10
1
10
64
1
1
4.22
1
64
32
1
1
1
44.10780
256.24
ppmSONm
cm
kg
g
l
cm
gSO
molSO
molSO
lSO
molSO
gSO
gS
molS
molS
molSO
Nm
KgS
==
=
32
4
2
223
45001
10
1
64
32
1
1
1
44.10780
256.24
Nm
mgSO
kg
mg
molSO
gSO
gS
molS
molS
molSO
Nm
KgS =
=
8 23
4. En una industria es preciso disponer diariamente de 12x10 6kcal. Si para obtenerlas se quema un carbón de composición: 83%C; 7%H; 1.1%S; 8.9% de cenizas y PCI = 8500kcal/kg, calcule:
a. cual seria la concentración del dióxido de azufre en los gases de emisión, sabiendo que el caudal de los mismos es de 6.7x103 Nm3por tonelada de carbón incinerado. Expresar en ppm y mg/Nm3 considerando que todas las medidas de gases se hacen en condiciones normales.
b. Si los gases se lavan con una disolución de hidróxido de calcio, para eliminar las emisiones de dióxido de azufre en un 91%, calcule la cantidad de sulfato de calcio, con una humedad del 40% que se retira anualmente.
c. Cual será la concentración de anion sulfato en el agua residual, si para el proceso indicado en el apartado anterior se ha empleado la cantidad estequiometrico de hidróxido de calcio.
Solución:
a. Carbón:
PCI = 8500kcal/kg
Q = 12x106 Kcal
TMKgkgKcal
KcalxWcarbón 41176.176.1411
/8500
10612 ===
COMPOSICIÓN DE CARBÓN:
%9.8%;1.1%;7%;83 ==== CenizosSHC
Cantidad de S = 0.011(411.76) = 15.53 KgS
En la reacción de emisión:
La cantidad de SO2:
2
2 SO O S →+
9 23
22
22 06.311
64
32
1
1
153.15 KgSO
molSO
gSOx
gS
molSx
molS
molSOKgSx ==
Flujo 333
79.945841176.1107.6
NmcarbónTMxcarbónTM
Nmx =
La concentración de 2SO en ppm y mg / Nm3
32
3
3
2
33
2
2
2
23
2
72.328379.9458
103106
30.114911
10
1
41.22
64
SO1
79.9458
31060
Nm
mgSO
Nm
mgx
ppmSOcm
xmolSO
SOx
gSO
molx
Nm
gSO
==
==
La reacción del lavado: ( ) OHCaSOOOHCaSO 222
22 2
1 +→++
Eliminar el 91% de 2SO en la emisión: 0.91 (31.06Kg) =28.26 Kg 2SO
La cantidad de Ca 2SO :
año
húmedoTMCaSO
Kg
TMx
año
mesesx
mes
díasx
día
KgCaSO
día
KgCaSO
ogCaSO
húmedogCaSOxoKgCaSO
KgCaSOmolCaSO
gCaSOx
gSO
molCaSOxKgSO
)(03.36
10
1
1
12
1
3008.100
08.100)(sec60
)(100)(sec05.60
05.601
136
64
126.28
23
2
2
2
22
22
2
2
22
==
==
==
La reacción iónica: Ca 2SO 24
2 −− +↔ SOCa
Se tiene la 34 107.3 −= XKsCASO
[ ][ ]( )( )
[ ]
[ ] ppmmg
SO
molSO
SOxx
molxSO
xxs
xsxs
xSOCaKs
mg
93.5831
93.583
1
1096
1100827.6
100827.6107.3
107.3
107.3
22
24
24
332
2
11
12
322
2
==
=
==
==
==
−
−
−−−
−−
−
−−−
10 23
5. Una ciudad de 200000 habitantes genera 1.25 Kg. de residuos urbanos por persona y día, que se someten a un tratamiento de incineración. La densidad de los mismos es de 0.18 g/cm 3 y el contenido de azufre es de un 0.5%.
Calcule:
a. Si todo el azufre se transforma durante la incineración en SO2 ¿Qué cantidad estequiómetrica de caliza, del 82% de pureza en carbonato de calcio, debe emplearse diariamente para eliminar, en forma de sulfato de calcio, el 96% de los óxidos de azufre generados? Exprese el resultado en toneladas.
b. ¿Cuál será la concentración de SO2 en los gases de emisión depurados si para cada kg. De residuo incinerado se genera 13 Nm3 de vertido cascajo? Exprésela en ppm y en mg/Nm3
c. Si las aguas residuales generadas en la misma planta arrastran 600 mg/l de un compuesto orgánico biodegradable de fórmula C2H4O2, ¿cuál será la OBO total de dichas aguas originadas por el compuesto citado?
d. Las aguas residuales contienen también 300 ppm de Pb -2. Para eliminar se precipita como sulfato de plomo (II), añadiendo la cantidad estequiométrica de ión sulfato, a pesar de ello. ¿Cuánto Pb-2 quedará en el agua residual (exprésalo en ppm)
e. Si el 15% del vertido incinerado permanece como cenizas de densidad 1.2 gcm3 ¿Qué volumen mínimo, expresado en m3, debiera tener el vertedero en el que van a depositarse si se pretende que tenga una vida útil de 60 años?
Solución:
a. Nº habitantes =200000
Cantidad de residuos
día
residuoKgpersonasx
díaxpersona
residuosKg250000020000025.1 =
Densidad del residuo incinerado 3
18.0cm
g
Azufre: S= 0.5%;
Cantidad de S = 0.005(2500000)=2500 día
KgS
En la reacción de emisión:
11 23
)1(22 SOOS →+
Tratamiento:
)2(2
122222 COCaSOoSOCaSO +→++
Cantidad de SO2 en (1):
día
KgSO
molSO
gSOx
gS
molSx
molS
molSOx
día
KgS 2
2
22 25001
64
32
1
1
11250 ==
Cantidad SO2 tratada: ( )día
TMSOKg 24.22400250096.0 ==
Cantidad SO2 emitidas: ( )día
KgSO2100250004.0 =
Cantidad de Caliza:
( ) día
TMCaCO
día
TMCaCO
día
TMCaCO
molCaCO
gCaCOx
gSO
molSOx
molSO
molSOx
día
TMSO
33
3
3
3
2
2
2
22
573.482.0
75.3
75.31
100
64
1
1
14.2
==
==
b. En la reacción de emisión ;22 SOOS →+
22 100KgSOSOdeEmisión =
Flujo de gas:
Concentración de 2SO :
díaNm
mgSO
kg
mgx
Nmx
díaKgSO
día
ppmSOcm
mgSOx
molSOx
molSO
SOcmx
Kg
mgx
Nmx
díaKgSO
32
3
322
23
23
2
2
2334
312
77.301
10
10325
1100
77.1077.10
1064
1
1
104.22
1
10
10325
1100
==
==
=== −
c. En la reacción:
OHCOOOHC 222243 332
1 +→+
12 23
111.908
1
1032
1074
1
1
5.3
1
600
2
2
23
2433
243
243
2243
mgODBO
molO
mgOxx
OHmgCx
OHmolCx
OHmolC
molOx
OHmgCDBO
r
r
=
=
d. La reacción:
42
42 PbSOSOPb →+ −+
[ ][ ]24
2
3
42
42
101.1−+
−+
=
=
→+
SOPbKs
xK
PbSOSOPb
Nmim
La concentración de 4SO :
11045.1
102071
11
1300
243
21
2
2
24
2 −−
+
+
−
+
== molSOx
mgPbx
molPbx
molPb
molSOmgPb
[ ][ ][ ] [ ]
[ ] 22
2
2
24
3
3232
42
2
57.157.1
1
102071076.0
1045.1
101.1.101.1
++
+
+
+
−
−+−+
+
==
===
ppmPbl
mgPbPb
molPb
mgPbxx
l
molxx
x
xPbXSOPb
residualaguaelenPb
e. Residuos = 250000 día
Hg
;
Cenizas: 15% residuos incinerados
Cenizas = ( ) 33 /12002.1;/37500/25000015.0 mKggcmpdíaKgdíaKg ==
Volumen del vertedero: día
m
mKg
díaKgmv
3
325.31
/1200
/37500 ===ρ
Volumen vida útil para 60 años = 313
3
1075.6675000
601
12
1
3025.31
mxm
añosxaño
mesesx
mes
díax
día
m
==
=
13 23
6. El vertido liquido de una industria posee la sig uiente carga contaminante:
• 400ml/l de ácido láctico (C 3H6O3). • 800ml/l de sólidos en suspensión. • 300ml/l de Cd(II)
Si el caudal del vertido líquido es de 15 litros es de 15 litros por segundo,
calcule:
a. La DQO del vertido, atribuible al ácido láctico. b. Si los sólidos en suspensión se eliminan por decantación, con un rendimiento
del 94%, generando unos lados de densidad 1.07% g/cm3 y humedad del 76% ¿Qué volumen anual de lados, expresada en m3 se obtendrá?
c. Si el Ca(II)se precipita con hidróxido de cadmio, mediante alcalinización del vertido hasta pH = 8. ¿Cuál será la concentración residual del metal en el vertido una vez tratado? Expréselo en ppm.
Solución:
a. La reacción debía degradación del ácido láctico: OHOOHC 22363 33 +→
l
mgODBO
molO
mgOxx
OHCx
OHmolCx
OHmolC
Omolx
l
OHmgCDBO
2
2
22
3632
363
363
2363
67,426
1
1032
1090
1
1
13400
=
=
b. Sólidos en sus pensión 3/8.0/800 mKgImg =
Vertido: 15/s = 54 3m / h
Rendimiento: 94%
Densidad: 1.07g/c 3m =1070Kg/ 3m
Humedad: 76%
Lodos = ( ) ( ) ( )
h
lodosKg
H
mx
olodosg
húmedolodosgx
m
oKg2.169
54
)(sec24
100sec8.094.0 3
3=
Volumen de lodos:
3/1070 mkg=ρ
14 23
año
lodosmv
año
mecesx
mes
diasx
día
hx
h
m
mkg
hkgmv
3
3
3
25.1366
1
12
1
3024158.0
/1070
/2.169
=
===ρ
c. [ ] lmolxmgx
molCdx
l
mgCd /1067.2
104.112
1300 3
3
22 −
++ ==
La reacción:
−+
−+
+→←
→+
OHCdOHCd
OHCdOHCd
2)(
;)(22
2
22
[ ][ ] [ ][ ]22 2ssOHCdKs == −+
La alcalinidad: pH = 8
[ ] [ ][ ][ ]
[ ][ ][ ] [ ][ ]
[ ][ ] 22
2
23262
6
26332
68
14
14
8
23.93
/23.931
104.1121074.8
1074.8
101067.24
1010
10
10
10;8log
++
+
++−+
−
−−−+
−−
−−
−−+
−++
=
==
=
==
==
==
==−=
ppmCdCd
lmgmolCd
mgCdxx
l
molCdxCd
xs
xsOHCd
OH
OHHKs
HHpH
15 23
7. Los factores de emisión establecidos por la EPA indican que un proceso de incineración de bacterias producirá, por tonelada de basura incinerada, las siguientes emisiones:
• 1.25kg de dióxido de carbono • 1.6kg de óxidos nitrosos • 0.75kg de hidrocarburos. • 14kg de partículas • 18kg de monóxido de carbono.
Si una incineradora .no tuviera sistema alguno de tratamientote gases ¿cual
seria la concentración de cada uno de los contaminantes producidos en los
gases de chimenea, sabiendo que se emiten 1250Nm3 de gas pro tonelada
de basura incinerada.
Considere los óxidos de nitrógeno como dióxido de nitrógeno y exprese los
resultados que sean posibles en ppm y en mg/Nm3
Solución:
basuraTm
gasNmFlujo
3
1250=
a. 2SOdeionConcentrac
23
3
2
233
24
23
23
323
4
323
32
3503501
10*4.22*
10*64
1*10
101
10*10
1250
25.1
ppmSONm
cm
molSO
SOcm
mgSO
molSO
Nm
SOmg
Nm
SOmg
Kg
mg
Nm
kgdeSO
basuraTM
NmbasuraTM
KgdeSO
==
=== −
b. 2NOdeionConcentrac
23
3
2
233
23
23
2
32
4
324
32
34.58434,5841
10*4.22*
1046
1*1200
12001
10*10*12
1250
5.1
ppmNONm
cm
molNO
SOcm
mgSO
molNO
Nm
NOmg
Nm
NOmg
Kg
mg
Nm
kgdeNO
basuraTM
NmbasuraTM
KgdeNO
==×
=== −
c. )( roshidrocarbuHCdeionConcentrac
16 23
3
4
34
3 6001
10*10*6
125014
Nm
HCmg
Kg
mg
Nm
kgdeHC
basuraTM
NmbasuraTM
ParticulasKgde === −
d. :particulasdeionConcentrac
3
4
33
3 112001
10*10*2.11
125075.0
Nm
Particulasmg
Kg
mg
Nm
kgdeHC
basuraTM
NmbasuraTM
KgdeHC === −
e. :deCOionConcentrac
ppmNONm
cm
molCO
COcm
mgCO
molCO
Nm
COmg
Nm
HCmg
Kg
mg
Nm
kgdeHC
basuraTM
NmbasuraTM
COKgde
11520115201
10*4.22*
1028
1*14400
144001
10*10*4.14
1250
18
3
333
33
3
4
34
3
==×
=== −
17 23
8. Una industria utiliza como combustible 500kg/di a de un gasoleo que contiene 0.4%de azufre y emite a la atmósfera 1.5nm 3de gas pro Kg. de gasoleo.
a. Calcular la concentración de SO2 en los gases de emisión expresándolo en mg/Nm3
b. Si para depurar las emisiones se emplea un método “seco”, utilizando caliza,
c. Calcular la cantidad diaria que se necesitara de una caliza que contiene300mg/l de ácido acético (CH3-COOH) Calcular la DBO total que ocasionaría la presencia de dicho contaminante.
Solución:
a. :2 emisiondegaseslosenSOCantidad
dia
kg
dia
kgS 2)500(004.0 ==
2: SOOSreaccionlaEn →+
32
2
23
32
2
2
23
32
33.533311064
10321
11
/37502
411064
10321
112
Nm
mgSO
molSO
KgSOmolS
Smol
deSOmol
diaNm
diaKgS
dia
KgSO
molSO
KgSOmolS
Smol
deSOmol
dia
KgS
=×××
××=
=×××
××=
−
−
−
−
b. :mindet calizadecantidadlaaaersedepuraciondenlareacccio
24232 21
COCaSOOCaCOSO +→++
Dia
KgCaCO
molCaCO
KgCaCO
SO
molSO
molSO
deCaCOmol
dia
KgSO 3
3
33
23
2
2
3 35.71
10100
1064
1
1
1
)85.0(
24 =×
××
××=−
−
Aguas residuales convertidos de ácido acético
LmgCOOHCH /3003 =−
18 23
Reacción de biodegradación:
OHCOOOHC 222242 22 +→+
L
mgODBO
molO
mgO
OHmgC
OHmolC
OHmolC
molO
L
OHmgCDBO
2
2
22
242
242
242
2242
320
1
10*32*
10*60
1*
1
2*
300
=
=
19 23
9. Una industria tiene un ritmo de producción de 5 000 unidades de producto por día y genera unas aguas residuales co n caudal de 20 l por unidad de producción y unas emisiones en la atmósfe ra con un caudal de Nm3 de gas por unidad de producción
a. si las aguas residuales poseen una DBO de 200 ppm de O2 y es atribuida la concentración de este compuesto en el vertido.
b. Calcular la cantidad diaria de hipoclorito de sodio necesaria para eliminar completamente dicho DBO. Considere el proceso se realiza en medio básico consideraciones en q el hipoclorito se reduce hasta un Ion cloruro.
c. Si se estima una emisión a la atmósfera se 10^8 partículas por día. Calcular la concentración de partículas en el gas de emisión.
Solución:
Producción = 5000 Unid/día
Agua Residual: Q = 20L/unid
dia
Nm
dia
unid
unid
Nm
dialdia
unid
unid
l
24
2
4
105000
*2atmósfera la aEmisión
/105000
*20residual agua de Producción
==
==
a. 2200ppmODBO =
La reacción de biodegradación del propanoico )( 23 COOHCHCH −−
OHCOOOHC 222243 332/1 +→+
Concentración del propanoico:
l
OHmgC
OHmolC
OHmgC
mgO
molO
molO
OHmolC
l
mgO
243
243
2433
22
2
2
2432
14.132
1
10*74*
10*32
1*
5.3
1*14.132
=
=
20 23
b. La cantidad de NaClO, en la siguiente reacción:
OHNaClCONaClOOHC 22263 3337 ++→+
Calculo de NaClO:
dia
kgNaClO
dia
lx
l
kgNaClOx
molNaClO
kgNaClOxx
OHmgC
OHmolC
OHmolC
molNaClOx
l
OHmgC
23.931101023.931
1
1074
10*74
1
1
714.132
44
3
2633
263
263
263
==
==
c. Emisión de partículas:
Emisión a la atmósfera: 105 partículas /día
diaNmQ /10 23=
22
23
5
10/10
/10
Nm
particulas
diaNm
diaparticulasculasiondeparticoncentrac ==
21 23
10. Una industria agraria quema diariamente 100 to neladas de un carbón que contiene 75% de carbono, un 4% de azufre y un 0.2% de cromo. Las emisiones de gas a la atmósfera procedentes a dich a combustión equivalen a 5500Nm 3/hora determine.
a. La concentración de dióxido de azufre en el vertido gaseoso tanto en ppm y en mg/Nm3, si no se dota a la industria de un sistema de tratamiento de gases.
b. si el factor de emisión de óxidos de nitrógeno es de 1.8 kg de NO2 por tonelada de carbón, y considere que el 90% corresponde a monóxido de nitrógeno NO, calcule la concentración de NO y NO2 en los gases de emisión expresándolas en mg/Nm3 si se realiza depuración alguna.
c. se genera 14 kg de escoria por cada 100 kg de carbón quemado, calcule el volumen anual de escoria producido, sabiendo que su densidad es de 0.85 g/cm3.
d. Suponiendo que el cromo presente en el carbón se emitiese en un 1% a la atmósfera’ en forma de partículas de oxido de cromo y que el resto fuera arrastrado por aguas lavadas del horno y de las instalaciones de combustión, cuya caudal es de 80m3/dia, en forma de anion cromato.
Calcule:
• La concentración de partículas de oxido de cromo (VI) en los gases de combustión.
• La concentración del cromato en el vertido. Expresada en ppm. • La cantidad diaria de cloruro de calcio dihidratado, expresado en kg.
Necesaria para precipitar estequiometricamente en anion cromato en forma de cromato de calcio.
Solución:
Carbón: 1000 TM/dia
Contiene:
diaKgdiaTMCr
diaKgdiaTMS
diaKgdiaTMC
/200/2.0)100(*002.0:%2.0
/4000/4)100(*04.0:%4
/75000/75)100(*75.0:%75
========
====
Emisor de gases:= 5500Nm3/h
22 23
a. concentración de SO2 :
2 2S + O SO→
32 2
32
62 2
2 2
3 3 32 2
2 3 22 2
64*104000 1 1* * * * 333.33
1 32*10 1 24
333.33 10* 60606.06
5500 / 1
122.4*1060606.06 * * 21212.12
1 64*10
21
KgSO Kg SOKg S mol SO mol S dia
dia mol S Kg S mol SO h h
Kg SO mgSOmg
Nm h Kg Nm
mgSO mol SOcm cm
Nm mol SO mg SO Nm
−
−
−
= =
= =
= =
= 2212.12ppmSO
b. Emisión de 2NO =1.8Kg/TMcarbon
2
2 2 2
6
3 3
23
1.8 100* 180
: 0.90(180) 162 / 6.75 /
0.10(180) 18 / 0.75 /
:
6.75 / 10* 1227.27
5500 /
0.75 /
5500 /
Kg NOKg TM carbonQ
TM carbon dia dia
Cantidad NO Kg NO dia Kg NO h
NO Kg NO dia Kg NO h
Concentracion
Kg NO h mg KgNO
Nm h Kg Nm
Kg NO h
Nm
= =
= = == = =
= =
=6
23
10* 136.36
KgNOmg
h Kg Nm=
c.
23 23
3 3
3 3
3
14 100000Escorias= * 14000
100
0.85 / 850 /
14000 / 365/ 16.47 * 6011.55
850 /
:1%; 0.01*(
escoria
KG Kgcarbon Kg escorias
Kgcarbon dia dia
g cm Kg m
Kg dia m dias escoria mVolumen v m
Kg m dia año año
Emision decromo ala atmosfera
ρ
ρ
=
= =
= = = = =
=3
3 3
3
2 3
3 3
200 / ) 2 /
102 * 83.33
24 1
80 / 3.33 /
:
: 3 / 2
1 100183.33 * * *
1 52 1
Kg dia KgCr dia
KgCr dia g gCr
dia h Kg h
Q m dia m h
concentracion dela paricula deCrO enlos gases deemision
la reaccion Cr O CrO
molCrO gCrOgCr molCr
h molCr gCr molCr
=
= =
= =
+ →
=
#
3
3
63 3
2 2
23
22 4
160.25
160.25 / 10* 29.14
5500 / 1
: :
0.99(200) 198 / 8250 /
2
gCrO
O h
gCrO h mgCrOmg
Nm h g Nm
Concentracion deCrO enel vertido Cantidad deCr quequeda
KgCr dia gCr h
En la reaccion Cr O CrO
−
−
=
= =
== = =
+ →
2 2 24 4 4
24
2 6 324
42
2 2
22 2 4
1 11618250 * * * 18403.85
1 52 1
18403.85 / 10 1* * 5521.15 5521.15
3.33 / 1 1
.2
.2
molCrO gCrO gCrOgCr molCr
h molCr gCr molCrO h
gCrO h mg m mgppmCrO
Nm h g l l
cantidad de CaCl H O
Enla reaccion CaCl H O CrO CaCrO
− − −
−
−−
−
= =
= = =
+ → 4 2 2
24
2 24 2 2 4 2 2
2 24 4 2 2
2 2
2
: 18403.85 / 441.69 /
1 .2 1 147 .2441.69 * * *
1 116 1 .2
.2559.73
H O Cl
cantidad deCrO g h Kg dia
KgCrO molCaCl H O molCrO gCaCl H O
dia molCrO gCrO molCaCl H O
KgCaCl H O
dia
−
− −
− −
+ +
=
=
=