Guía para practicar el tema de balance de materia sin reacciones químicas, pero con derivación, reciclo y demás.

1. EJERCICIOS COMPLEMENTARIOS DE UNIDADES MÚLTIPLES CON RECIRCULACIÓN Y DERIVACIÓN
1. Una solución contiene 5% de NaCl, 5% de KCl y el resto de agua, todos en masa. Entra al proceso
mostrado en la figura,para obtener NaCly KCl puros. Lasolución concentrada que saledel evaporador, contiene
20% de NaCl, 23% de KCl y el resto agua (en masa). La corriente de reciclo contiene 17% de NaCl, además de KCl
y agua. Calcular todas las incógnitas (Completar la Tabla adjunta).
2. El aire puede ser secado por contacto con ácido sulfúrico concentrado en una torre de absorción. La
distribución utilizada se muestra en la figura. Ácido sulfúrico del 93% se alimenta por la cima de la torre, el cual
fluye a través de la torre retirando el vapor de agua del aire. El ácido sale diluido con agua al 92.5% de H2SO4. Si
este ácido débil fuera recirculado directamente, podría continuar decreciendo la concentración de H2SO4.El
ácido diluido no retira eficientemente el vapor de agua del aire, tanto que la concentración debe mantenerse al
93%. Por lo tanto una pequeña cantidad de ácido al 92.5% se retira y se añade ácido al 99% para obtener el
ácido fuerte del 93%. Utilizando los datos del diagrama de flujo, calcular: a) La masa de ácido del 99% añadido
por hora. b) Las lb/min de ácido del 93% reciclado a la torre.
𝑚̇ 1 kg/h
𝑚̇ 2 kg/h
𝑚̇ 3 kg/h
𝑚̇ 4 kg/h
𝑚̇ 5 kg/h
𝑚̇ 6 kg/h
𝑚̇ 7 kg/h

2. 3. Un proceso de evaporación-cristalización se emplea a fin de obtener sulfato de potasio sólido a partir de
una solución acuosa de esta sal. La alimentación fresca al proceso contiene 18,6% en peso de K2SO4 y el resto
es agua. Latorta húmeda del filtro consiste de cristales sólidos de K2SO4 y una solución de K2SO4 al 40% en masa,
según una relación de (10 kg de cristales) por (1 kg de solución). El filtrado, también una solución al 40% en
masa, se recircula para que se una a la alimentación fresca. Se evapora un 42,66% del agua que entra al
evaporador. Si el evaporador posee una capacidad máxima de 100 kg de agua evaporada por minuto, calcular
la cantidad máxima de sulfato de potasio producido, la cantidad de alimentación fresca que se debe proveer y
la relación de recirculación.
4. 500 m3/h de aire húmedo (Hm = 0,042 mol agua/mol aire seco) se alimentan en una torre de absorción
con el objetivo de eliminar el agua, de acuerdo con el esquema adjunto. Calcular:
i) Los kg/h de H2SO4 del 98% necesario.
ii) Los kg/h de H2SO4 del 72% alimentado a la torre de absorción.
NOTA. Todos los porcentajes son en peso.