17.24 CH4 is completely burned with air. The outlet gases from the burner, which contain no oxygen, are passed through an absorber where some of the water is removed by
condensation. The gases leaving the absorber have a nitrogen mole fraction of 0,8335.
If the exit gases from the absorber are at 130 ℉ and 20 Psia, calculate:
a) To what temperature must this gas be cooled at constant pressure in order to start condensing more water?
b) To what pressure must this gas be compressed at constant temperature before more condensation will occur?
Basis: 100 Kgmol gas keluar dari absorber Reaksi: CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O Diketahui: n nitrogen = 0,8335
TOut = 130 ℉ POut = 20 Psia
Mencari mol CO2
0,8335 kgmol N2 ×21
79×1kgmol CO2 2kgmol O2
= 0,11078 mol CO2
Mencari fraksi mol H2O N2 = 0,8335
CO2 = 0,11078 + 0,94428
n H2O = 1 −¿ (n N2 + n CO2) = 1 −¿ (0,8335 + 0,11078) = 1 −¿ 0,94428
= 0,05572 H2O
Mencari dew point
0,05572 H2O x 20 Psia = 1,1144 Psia
Mencari temperatur yang dapat didinginkan pada tekanan konstan untuk mengkondensasikan lebih banyak air
P2−P
P2−P1=T2−T T2−T1
1,1347−1,1144
1,1347−1,06965= 106−T 106−104
(0,0203) 2 ¿ 0,06505 (106 −¿ T) 0,0406 ¿ 6,8953 −¿ 0,06505 T 0,06505 T ¿ 6,8547
T ¿ 6,8547 0,06505 T ¿ 105,3758 ℉
Mencari tekanan yang dapat dikompres pada suhu konstan untuk mengkondensasikan lebih banyak air
Pada suhu konstan 130 °F, gas harus dikompresi sampai tekanan parsial meningkat dan menjadi sama dengan tekanan uap untuk mencapai titik kondensasi
Mencari tekanan parsial dari air
Tekanan pada suhu 130°F adalan 2,223 psia P H2O = P
¿H2O
n H2O =¿ 2,223
0,05572=¿ 39,8959 psia