A SHORT CUT FOR DESIGNING EVAPORATORS

UN METODO CORTO PARA EL DISEO DE EVAPORADORES

La evaporacin de mltiple efecto se usa comnmente en las plantas de procesos qumicos para reducir al mnimo el consumo de energa y agua de refrigeracin.

2.-LAS ECUACIONES BASICAS

El procedimiento se basa en el mtodo simplificado desarrollado por J. Coates y Presburgo B.el concepto resistencia en serie se considera, segn se indica:La forma de evaluar los trminos de la ecuacin anterior es sugerida por Coates Estas ecuaciones fundamentales son:coeficiente de transferencia del evaporador puede calcularse empleando la serie - concepto de resistencia.

La diferencia de temperatura global en los evaporadores se puede evaluar por la ecuacin:Las diferencias de temperatura en cada efecto se puede estimar considerando cargas similares de calor en cada efecto.Para minimizar los costos de fabricacin, es normal que para el diseo de los evaporadores cada efecto sea igual en el rea, luego:

La ecuacin (5) y (7) puede ser empleada para determinar las diferencias de temperatura en cada sentidoEl calor global - ecuacin de transferencia a travs del evaporador de mltiple efecto se expresa:El consumo de vapor se calcula a partir del calor transferido en el primer efecto.Por lo tanto, el consumo de vapor es:

La cantidad de vapor por el efecto ltimo del condensador se puede calcular El agua de refrigeracin necesaria para el condensador se obtiene del balance de calor del sistemaResolviendo la ecuacin 8 con A, y combinndola con la ecuacin 2,3,4 y 5 se obtiene:Del mismo modo, las ecuaciones 9 y 10 se pueden cambiar para determinar el consumo de vapor:

3.-ANALISIS ECONOMICO

Los costos fijos pueden ser evaluados por la siguiente ecuacin:Los gastos de funcionamiento consisten principalmente en los costos de vapor as como los gastos de agua de enfriamiento:4.-UN EJEMPLOUna solucin con una elevacin del punto de ebullicin legible - se concentrar del 10 al 50% de slidos en un evaporador de mltiple efecto -. El vapor est disponible a una presin de 15 psig y en 249 F. la presin absoluta en el ltimo efecto es de 4 mm Hg (el punto de ebullicin es de 125 F). La alimentacin entra a 70 F para el ltimo efecto (hacia atrs los piensos), a razn de 55.000 libras / h. El calor especfico de las soluciones puede ser tomado como 1, 0 Btu / (lb) (F ) en todas las concentraciones.

El costo del evaporador (instalado) se puede estimar por la ecuacin emprica 5.-DATO ECONOMICO5.1-TRIPLE - EFECTO EVAPORADORVelocidad de evaporacin,calor global - coeficiente de transferencia (ecuacin 4),

El consumo de vapor (vapor a 249 F, 945 Btu / libra calor latente)la diferencia de temperatura entre el vapor y la toma de agua de refrigeracin en el condensador es de alrededor de 5 F, entonces el enfriamiento - las necesidades de agua en el condensador son:5.2.-CUADRUPLE - EFECTO EVAPORADOR

El "efectivo" de calor global - coeficiente de transferenciaEl rea de evaporacin en general,El consumo de vapor:Por ltimo, el requerimiento de agua de refrigeracin en el condensador,

6.-EL TIEMPO DE RECUPERACINEl costo del triple - efecto con respecto al cudruple efecto del evaporador se da en la tabla de la pgina 12. Al comparar los nmeros, se puede ver que el costo total anual para un sistema cudruple son ms bajos que para una unidad con tres efectos. Esto hace que sea econmicamente atractiva para aumentar el nmero de efectos.7. - ANEXOSegn Mc Cabe (1982) menciona lo siguiente:

EVAPORACINLa evaporacin es un de las operaciones unitarias claves en la ingeniera qumica, ya que se utiliza para incrementar la concentracin de slidos de soluciones lquidas por eliminacin de disolvente por ebullicin. En la mayora de los casos, la evaporacin se refiere a la eliminacin de agua de una solucin acuosa.

5. PARMETROS QUE INTERVIENEN EN EL DISEO DE EVAPORADORES Segn Mc Cabe (1982) menciona lo siguiente:

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