Proceso de combustión en caldera de recuperación de calor

 Proceso de combustión con caldera de recuperación de calor.

Un gas combustible que contiene 95% en mol de metano y el balance de etano se quema en su totalidad con el 25% en exceso de aire. El gas de combustión sale a del horno a 900°C y se enfría hasta 450°C en una caldera de recuperación de calor, que es un intercambiador de calor en el cual el calor que pierden los gases al enfriarse se utiliza para producir vapor a partir de agua líquida para calentamiento, generación de electricidad u otras aplicaciones del proceso.

a)   Tomando como base una alimentación al horno de 100 mol de gas combustible, calcule la cantidad de calor en kJ que debe transferirse del gas de la caldera de recuperación para lograr el enfriamiento indicado.

b)   ¿Cuánto vapor saturado a 50 bar puede producirse a partir del agua de alimentación de la caldera a 40°C utilizando la misma base de cálculo? Suponga que todo el calor transferido del gas se utiliza para producir vapor.

c)   ¿A qué velocidad en kmol/s se debe quemar el gas para producir 1,250 kg de vapor/h (cantidad necesaria en otro proceso) en la caldera de recuperación? ¿Cuál es la velocidad de flujo volumétrico en m3/s del gas que sale de la caldera?

d)   Explique, en forma breve, como contribuye la caldera de recuperación de calor a la rentabilidad de la planta. (pensar en lo que se requeriría en su ausencia).