ENADE 2017: No fluxograma exibido a seguir, a corrente 1 é aquecida pelo trocador H1, que emprega uma utilidade quente

ENADE 2017: No fluxograma exibido a seguir, a corrente 1 é aquecida pelo trocador H1, que emprega uma utilidade quente, antes de entrar no reator R1, que opera adiabaticamente. A corrente 2, na saída do equipamento, é resfriada pelo trocador C1, que emprega utilidade fria.

INDAGACAO

A tabela a seguir apresenta as temperaturas em que as correntes se encontram disponíveis (Te) e as temperaturas que devem atingir (Ts); também apresenta o produto da vazão mássica m pela capacidade calorífica à pressão constante das correntes Cp, onde ocorre somente troca de calor sensível.

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O arranjo sugerido no fluxograma anterior é pouco eficiente do ponto de vista energético, pois o calor disponível na corrente 2 poderia ser usado para pré-aquecer a 1, diminuindo tanto o gasto de utilidade fria como de quente. Nesse cenário, considere a proposta de melhoria ilustrada a  seguir, na qual foi instalado um trocador de calor HE, que promove a troca de calor entre as correntes.

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SMITH, R. Chemical Process Design and Integration. 
Nova lorque: John Wiley, 2005 (adaptado).

Por uma questão de viabilidade econômica, admite-se que a aproximação máxima de temperaturas entre as correntes quente e fria no trocador HE seja de 10 ºC, ou seja, ∆Tmin = 10ºC.

A análise do aperfeiçoamento sugerido, ao se realizar a integração energética, permite concluir que

A) a carga térmica no trocador H1 seria reduzida para zero, não havendo mais necessidade de consumo de utilidade quente.

B) a carga térmica no trocador C1 seria reduzida para zero, não havendo mais necessidade de consumo de utilidade fria.

C) o consumo de utilidade quente e fria nos trocadores H1 e C1 passaria a ser de 300 kW e 600 kW, respectivamente.

D) a temperatura da corrente 2, depois de sair do trocador HE, seria igual a 100ºC.

E) o trocador HE proporcionaria carga térmica de 4 700 kW.

RESOLUÇÃO:
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GABARITO:
C) o consumo de utilidade quente e fria nos trocadores H1 e C1 passaria a ser de 300 kW e 600 kW, respectivamente.

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