INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA QUIMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS Departamento de Ingeniera Qumica PetroleraAcademia de operaciones unitarias

Evaporador de simple efecto del tipo circulacin forzada con recirculacin

Laboratorio Operaciones de Separacin Difusionales

PROFESORA: Joaquina Orea Lara

ALUMNA: Paredes Salinas Laura

Grupo: 3PV61

SECCION 1

INTRODUCCIONLa evaporacin es la operacin de concentrar una solucin mediante la eliminacin de disolvente por ebullicin. Por lo general, el producto deseado es la solucin concentrada, pero en algunas ocasiones, el producto principal es el disolvente evaporado, por ejemplo, en la evaporacin del agua de mar para obtener agua potable.Hay tres tipos principales de equipo de evaporacin utilizados en la industria:A) CalderasB) Evaporadores- Plantas de fuerza- QumicosC) Intercambiadores Vaporizadores-Re-hervidores- VaporizadoresLos procesos de evaporacin en plantas de fuerza se clasifican en cuatro entidades:1. Evaporadores de agua de compensacin para alimentar a la caldera2. Evaporadores de proceso para la produccin de agua purificada3. Evaporadores transformadores de calor4. Destiladores de salmueraEl propsito principal de la mayora de los evaporadores en las plantas de fuerza, es la separacin de agua pura a partir de agua cruda o tratada. Las impurezas se retiran continuamente del sistema mediante la purga.Los evaporadores qumicos se clasifican en dos grupos: de circulacin natural y de circulacin forzada. Los evaporadores de circulacin natural se usan unitariamente o en efecto mltiple para los requerimientos ms simples de evaporacin. Los evaporadores de circulacin forzada se usan para lquidos viscosos, para los que forman sales, y las soluciones que tienden a incrustarse. Los evaporadores de circulacin natural se clasifican en cuatro clases principales:

EVAPORADOR DE PELCULA ASCENDENTE

OBJETIVO

1. Tubos horizontales2. Calandria con tubos verticales3. Tubos verticales con canasta4. Tubos verticales largosEn el caso del laboratorio el equipo es un evaporador de tubo vertical de pelcula ascendente, en el que el medio calefactor est separado del lquido por una superficie de vidrio consistente en un tubo vertical largo. En estos equipos la alimentacin entra por el fondo de los tubos, y de inmediato alcanza una alta velocidad de ascenso y salida hacia el separador, debido a la expansin del vapor que se genera por el calentamiento con las superficies internas del tubo.Un evaporador puede ser operado de forma intermitente (las operaciones de llenado, evaporacin y vaciado se ejecutan en pasos sucesivos), semi- intermitente (la alimentacin se lleva a cabo en forma continua, pero la descarga se efecta hasta que alcanza la concentracin final), de forma continua- intermitente (la alimentacin es continua y, en ciertas partes del ciclo, la descarga tambin es continua) y, finalmente, tambin se pueden operar en continuo, en cuyo caso la alimentacin y la descarga son continuas, permaneciendo la concentracin de la alimentacin y del producto prcticamente constante.Con objeto de ahorrar energa se tienen diferentes arreglos de evaporadores:A) Re-compresin de vapor- Mecnica-Por eyeccin de vaporB) Bomba calorimtrica con fluido auxiliarC) Efecto mltiple- Alimentacin hacia adelante- Alimentacin hacia atrs- Alimentacin en paralelo- Alimentacin mixtaEn los evaporadores de tubos verticales largos de pelcula ascendente, hay por lo comn una zona que no est en ebullicin en la seccin del fondo y una zona en ebullicin en la parte superior. Es en este tipo de equipos donde se alcanza una mayor evaporacin que en los dems. Estn diseados para trabajar en forma continua y se adaptan muy bien a la operacin en mltiple efecto; aunque por lo general, se operan en un solo paso, llevando acabo la concentracin del lquido en el tiempo que tardan el lquido y el vapor desprendido en pasar a travs del tubo.La recirculacin de parte del producto al evaporador es recomendable cuando la relacin de alimentacin a evaporacin o de alimentacin a superficie calefactora es baja, (as, por ejemplo, en la obtencin de jugo de limn concentrado se utilizan evaporadores de 4 efectos).Las principales ventajas que tienen los evaporadores de tubos verticales son:a) Costo moderado.b) Grandes superficies calefactoras en un solo cuerpo.c) Bajo tiempo y volmenes de residencia.d) Ocupan poco espacio.e) Buenos coeficientes de transferencia de calor a diferencias de temperaturas razonables.Sus principales desventajas son:a) Tienen mucha altura (hasta 18 m).b) Por lo general, no son apropiados para soluciones precipitantes o incrustantes.c) Con diferencias de temperaturas pequeas, sus coeficientes de transferencia de calorson pobres.d) Presentan demasiada sensibilidad hacia el cambio en las condiciones de operacin.Las aplicaciones de estos equipos son: Lquidos claros Lquidos que forman espuma Soluciones corrosivas Grandes cargas de evaporacin Diferencias de temperaturas altasDESARROLLO EXPERIMENTAL1.- llenar el tanque de almacenamiento de solucin diluida. 2.- abrir la vlvula del tanque de la solucin que comunica a la bomba de alimentacin. 3.- Abrir parcialmente la vlvula de la lnea de recirculacin al tanque de la solucin diluida y la vlvula de control de flujo del rotmetro.4.- accionar la bomba de alimentacin de la solucin diluida. 5.- esperar a que aparezca liquido (solucin diluida) en el tanque receptor de la solucin concentrada (esto indica que se tiene el nivel mximo de carga 6.- una vez que aparece el lquido, desconectar la bomba de alimentacin y cerrar la vlvula de control de flujo del rotmetro.7.- accionar la bomba de recirculacin, esperar que salga todo el exceso de la solucin diluida acumulada en el separador.8.- la bomba de recirculacin contina trabajando hasta el paro del equipo.9.- arrancar el equipo y tomar datos.10.-una vez tomados los datos parar el equipo

TABLA DE DATOS DE CONDICIONES DE OPERACION

P manomtrica de vaporKg/cm2

T de alimentacinC

Vaco en el condensador"mmHg

D del tanque (m)T (C)Tiem de op (seg)DH(cm)

MA Kg/h0.596

MP Kg/h0.346

E Kg/h0.346EEc.

MV Kg/h0.402MvMvc

MAGUA Kg/ht entradat salida

MR Kg/h0.596t e calandriat s calandria

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

CALCULOSBalance de materia

Balance de calor absorbido

)

Calor suministrado

Eficiencia trmica

Ecuacin Logartmica

Coeficiente global de transferencia de calor

Determinacin de parmetros Economa

Capacidad de evaporacin

Capacidad de transferencia de calor

CONCLUSION

En esta prctica lo que se deba de tener mucho cuidado para tomar los valores de datos experimentales en un preciso momento y saber en qu momento cerrar la vlvula que impeda el paso del vapor.Puedo decir que se cumplieron los objetivos, ya que, con el sustento terico pudimos observar lo que sucedera en el evaporador as como, el tipo de variables que se tienen que controlar para poder llevar a cabo la prctica, est al igual que los dems equipos tiene que manejarse con cuidado ya que, s cambia tan solo una variable nos cambia la eficiencia que se puede comprobar en los clculos realizados adems.

ELABORO: PAREDES SALINAS LAURA