Balances de energía con reacción química: Aplicación al diseño de un convertidor catalítico de óxidos de azufre

• Autores: E. López Campos, Mercedes Ruiz Pastrana, J. L. Montero de Juan, Fernando Gutiérrez Martín
• Localización: Ingeniería química, ISSN 0210-2064, Nº. 415, 2004, págs. 171-177
• Idioma: español
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• Resumen

  • Los balances de masa y energía constituyen una herramienta fundamental para el desarrollo de procesos, mediante el planteamiento de las leyes de conservación y la aplicación de reglas estequiométricas y termodinámicas.

    En el presente artículo se discuten estos métodos, y principalmente la utilidad del cálculo de los balances en forma gráfica, mediante diagramas entalpía-conversión-temperatura desarrollados específicamente para el análisis de los procesos químicos que involucran balances energéticos, donde la construcción del diagrama permite visualizar los cálculos de entalpía, temperatura, conversión y cinética de los reactores industriales, de un modo simple y eficaz. El procedimiento se ilustra con un caso típico de diseño, simulando distintos escenarios de la operación, para optimizar el reactor desde el punto de vista del rendimiento, la economía y emisiones del proceso.

    1. Fundamentos Los balances de materia y de energía, a pesar de la simplicidad de su concepto, constituyen una de las herramientas básicas más poderosas para el desarrollo de los procesos químicos, basados en los respectivos principios de conservación.

    Para un proceso estacionario con reacción química, supuestos despreciables el trabajo -salvo el de flujo y expansión- y los cambios de energías externas, las ecuaciones de balance de masa (especie i) y de energía del subsistema correspondiente son: