Programa de Pós – Graduação em Engenharia QuímicaLista de exercício No 1. – Reatores Químicos Setembro de 2013Aluno (a): _________________________________

1-Obtenha o Número de Hata considerando as coordenadas cilíndricas e esféricas, sistema unidirecional e os temos da velocidade na equação da continuidade nulos. Dados: (RA) = -kCA

mCBn.

2- Para uma reação fluido – fluido do tipo Ag + BL Rg + Sg, a taxa de reação é do tipo (RA) = -k’CA

mCBn, sendo de ordem zero em relação aos reagentes A e B. A

resistência relativa à fase gasosa é desprezível. Estime se a presença do reativo B influencia no fluxo de transferência e calcule o fluxo volumétrico de transferência de massa do gás através do filme líquido. Estime a natureza da reação, informe o regime em que se processa a reação química e qual o tipo de reator mais recomendado. Considere: NA = f(z), condição do estado estacionário, vx = vy = vz = 0 e CAL<<CAi.Dados: C. L. 1: z = 0 CA = CAi

C.L.2: z = dCA /dz = 0

kL = 1,21 x 10-4 m. h-1; a= 20 m2/m3 DA = DB= 10 –9 m2/h; CBo= 0,025 g-mol/m3; k = 0,5 g-mol/m3h; PAo = 1,2 atm; He = 423 m3.atm/g-mol

3- Considerando os dados acima, avalie a natureza da reação e fluxo volumétrico de transferência de massa para diferentes valores da constante de velocidade da reação: a) k = 0,05 g-mol/m3h e b) k = 500 g-mol/m3h;Comente fisicamente esses dois resultados com o encontrado no problema 2.

4 – Uma reação gás – líquido é processada em uma coluna de absorção. A reação é do tipo: Ag + 2BL Produtos. A altura da coluna é de 3 metros e seu diâmetro 0,7 m. O gás alimenta a coluna com um percentual de 1% e uma vazão de 1x10-3 m3/h. O líquido é alimentado com uma concentração de 0,5 kmol/m3. A reação acontece a 30 oC e pressão total de 1 atm. A reação é de 1ª ordem em relação ao gás e ao reativo líquido. A constante de velocidade da reação é igual a 2 x 106 m3/mol. h. Determine a fração molar de saída do gás na coluna. Dados: He = 6,9 x 10 -4m3atm/mol; a = 20 m2/m3; DA = DB = 1 x10-9 m2/hkg = 1 x 10 -4 mol/m2 atm.h; kL = 1 x 10 -2 m/h; PAi = 0,01 atm

5 – Uma pequena coluna de absorção processa uma reação química instantânea para recuperação do SO2 oriundo de um processo químico industrial. A reação a ser processada é do tipo: SO2g + 2DEA Produtos. No processo, pretende-se remover 80 % de SO2 o qual entra na coluna com um percentual de 1% e uma vazão molar de 50 mol/m2.h. A reação ocorre a 30 oC e pressão total de 1 atm. A vazão molar do líquido é de 150 mol/m2.h sendo este alimentado ao reator com uma concentração de 48 mol/m3. Determine a altura da torre.Dados: DA = DB =1 x10-9 m2/seg; kGa = 70 mol/m3 atm.h; CT = 1800 mol/m3;

kLa = 0,022 h-1; He = 6,9 x 10 -5 m3atm/mol

6- Encontre a equação final da altura da torre considerando a resistência no filme liquido bem como em ambos os filmes para as seguintes naturezas das reações:

a) Reação pseudo rápida de 1ª ordem.

b) Reação lenta e extremamente lenta.