Evaporacin

INTEGRANTES:

ELVIA MARMOLEJO MERCADOMICHELLE CONTRERAS JIJONKEVIN CORDONES ESPINOZAMICHAEL CHAVEZ CABRERAMARIELA CHIIBOGA ROCAKERLLY CAMPOVERE TOMALAEvaporacin CALCULO DE INGENIERIA QUIMICA II (303)

TERCER NIVEL a

Es una operacin unitaria consistente en la separacin de una mezcla lquida, generando a partir de la misma, por ebullicin, un vapor integrado por los componentes ms voltiles de aqulla.

EVAPORACION

Las propiedades fsicas y qumicas de la solucin que se esta concentrando y del vapor que se separa tiene un efecto considerable sobre el tipo de evaporador que debe usarse y sobre la presin y la temperatura del proceso.

1.- Concentracin en el lquido 2.- Solubilidad3.- Sensibilidad trmica de los materiales4.- Formacin de espumas5.- Presin y Temperatura6.- Formacin de incrustaciones y materiales de construccin.

FACTORES DE PROCESOSMarmita abierta o artesa.Evaporador de tubos horizontales, simulacin natural.El evaporador vertical con circulacin natural.El evaporador vertical de tubos largos.Evaporadores de cada de pelcula.Evaporadores de circulacin forzada.Evaporadores de pelcula agitada.Evaporador solar de artesa abierta.

TIPOS DE EQUIPOS DE EVAPORACIN

EVAPORADORES DE EFECTO SIMPLELos evaporadores de efecto simple se usan con frecuencia cuando la capacidad necesaria de operacin es relativamente pequea o el costa de vapor es relativamente barato comparado con el costo de evaporador. Al usar mas de un efecto reducir de manera significativa los costos del vapor.MTODOS DE OPERACIN PARA EVAPORADORES

Efecto de la temperatura de la Alimentacin

Efecto del recalentamientoEn el caso de los evaporadores , la caja de vapor esta sometida a turbulencia. El calor de recalentamiento es pequeoSi la turbina abarca toda el rea calentada y el recalentamiento se consume se logra el equilibrioEn aquellos casos raros q una parte se mantiene seca habr un problema el coeficiente de calor entre el vapor y la pared metalica es extremadamente bajo posible 1/1000Nota : en caso de existir un recalentamiento elevado se utiliza el coeficiente de transmisin del gas permanente y la pared metlica Eleccin de la presin del vapor de calentamiento Por que no se puede utilizar este vapor con un presin mayor ?

evaporadorVapor = 30,6 kg/cm2 A esta presin le corresponde una temperatura 235 grados CTf= 135 grados C Como la superficie es inversamente proporcional a la temperatura disminuira enormemente la superficie y por lo tanto el volumen

PRESIN EN EL ESPACIO DE VAPORCada de temperatura.Coste del equipo de evaporizacin.Ms econmico.

EBULLICIN Y PUNTO DE EBULLICINCuando la presin de vapor iguala a la presin total, el lquido alcanza su temperatura de ebullicin y comienza a hervir.

Depende de la concentracin.Pueden existir otros fenmenos trmicos.

REGLA DE DUHRINGCalcular elevacin punto de ebullicin en soluciones concentradas.

Grfico: Punto de ebullicin de la Solucin en funcin de punto de ebullicin de agua pura.

13Hidrxido de sodio 50%: Agua pura hierve a 51.8C = solucin hierve a 92.2CElevacin punto ebullicin 92.2 51.8= 40.4CAgua pura hierve a 93C = solucin hierve a 136.7CElevacin punto ebullicin 136.7 93= 47.3CIncremento punto ebullicin = 6.9C

Hidrxido de sodio 20%: Agua pura hierve a 51.8C = solucin hierve a CElevacin punto ebullicin= 6.4CAgua pura hierve a 93C= solucin hierve a CElevacin punto ebullicin= 7.8C

Incremento punto ebullicin = 1.4C

CaractersticasLa razn es que es mas valioso como fuente de potencia q como fuente de calor . El vapor deja en libertad mayor cantidad de calor como calor latente , q el de alta presin.La construccin del e vaporizador a alta presin es mas costosa que la de baja presin

Cada de Temperaturat= ts-t2t= ts-t1Cuando el calor de disolucin de la solucin acuosa que se esta concentrando en el evaporador es bastante alto, despreciarlo en los balances de calor puede causar errores considerables. Ej: cuando ase disuelve NaOH .GRAFICA DE ENTALPIA CONCENTRACION

Un soluto no voltil acta como si no tuviera presin de vapor.Las teoras de las soluciones ideales sugieren que debe existir un abatimiento en la presin de vapor y por lo tanto una elevacin en la temperatura de ebullicin de la solucin al aumentar la concentracin de soluto PRESION DE VAPOR DE UN LIQUIDO QUE CONTIENE UN SOLUTO NO VOLATILProblemaUn evaporador de simple efecto ha de concentrar 20.000lb/hr(9070Kg) de una solucin de hidrxido de sodio al 20%, hasta un 50% de slidos. La presin manomtrica del vapor de agua es de 20 lbf/pulg2 (1,37 at) y la presin absoluta en el espacio de vapor, de 572 mmHg (11,05lbf/pul2). La temperatura de alimentacin es de 100F (37,8C).Calcular la cantidad de vapor de agua consumida

Balance Msico20.000 lb/hr* 0,2 = mc * 0,5Mc = 8000 lb/h de concentradoAgua evaporada: 20.000 8000 = 12.000 lb/hBalance de energaMv * v = m vapor agua* + ma * (Tc Ta) Calor latente Calor sensibleTemperatura de ebullicin de la solucin = 197FPresin = = 11,05 lb/pulg2De la tabla de vapor saturado se obtienen los calores latentes de vaporizacin

Mv = 15.446 lb/h