Engenharia Química - Problema Resolvido - Remoção de Óxido Nítrico NO em Leito Catalítico Poroso

Problema 4 O óxido nítrico exerce um papel importante na formação de nevoeiro poluente e por isso sua emissão para atmosfera deve ser evitada Propõese reduzir a emissão de NO em uma corrente efluente de uma fábrica passandoa através de um leito de recheio contendo partículas esféricas porosas de material carbonoso Uma mistura de 2 de NO com 98 de ar escoa a uma vazão de 1x106 m3s1 através de um tubo de 203 x 103 m2 de área transversal interna recheado cm o sólido poroso a uma temperatura de 1173 K e a uma pressão de 1013 kPa A reação NO C CO 12N2 é de 1ª Ordem em relação à concentração de NO isto é rNO kNO CNO onde kNO 442x1010 m3m2s1 A área superficial específica das partículas por medida em equipamento analítico em 530 m2g1 Calcule a massa de catalisador poroso necessário para reduzir a concentração de NO ao nível de 0004 que está abaixo do limite requerido pela Agência de Proteção Ambiental local Informações Adicionais A 1173 K as propriedades da corrente gasosa são v viscosidade cinemática 153x108 m2s1 DAB difusividade de NO na fase Gasosa 20x108 m2s1 De difusividade efetiva de NO no sólido Poroso 182x108 m2s1 As propriedades do catalisador e do leito são ρc massa específica aparente da partícula de catalisador 2800 kgm3 ε porosidade do leito 05 R raiodapartícula 3x103 m ρb massa específica do leito ρc1ε 1400kgm3 Obs Este é um problema completo portanto siga as seguintes etapas i Calcule o Fator de Efetividade para um problema de reação catalítica em sólido poroso esférico com resistência externa a Transferência de Massa isto é a condição de contorno em r R é a igualdade de fluxo tal solução encontrase no Cremasco Estime o Coeficiente de Transferência de Massa na camada limite usando correlações para escoamento gasosa em leito de partícula esférica ii a partir do balanço macroscópico no reator encontre uma relação entre a conversão e o comprimento do reator iii determine a tamanho de reator que atenda a meta do projeto em termos da concentração de NO na saída do mesmo iv calcule a massa de catalisador para preencher o reator projetado utilize as informações do leitos apresentadas acima