Evaporador Cloreto de Sodio
Por: Daniely De Conto • 22/8/2016 • Trabalho acadêmico • 1.050 Palavras (5 Páginas) • 511 Visualizações
[pic 1]
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA
CENTRO DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
DEQ 1011 – OPERAÇÕES UNIT. COM TRANSF. DE CALOR E MASSA I
PROF. DR. FLÁVIO DIAS MAYER
PRODUÇÃO DE CLORETO DE SÓDIO
Daniely De Conto
Maira Perez
Rafael Budel Salles
Rithiely Martins
Santa Maria - RS
Junho de 2016
Sumário
1. Introdução
2. Objetivos
3. Metodologia
4. Resultados
5. Memorial de cálculos
6. Referências Bibliográficas
INTRODUÇÃO
OBJETIVOS
REFERENCIAL TEÓRICO
- RESULTADO E DISCUSSÃO
Para calcular a capacidade do evaporador, sua economia e a sua área, é necessário realizar os balanços de massa e de energia para um evaporador de quatro efeitos que representa o processo da produção de cloreto de sódio (NaCl) através da evaporação da água do mar.
A partir dos balanços, obtêm-se as correntes de saída de vapor, a concentração do concentrado na saída do primeiro efeito e do mesmo modo para os outros efeitos, assim como a quantidade de vapor de aquecimento.
A figura a seguir representa o esquema utilizado no processo de produção do sal.
Figura 1 – esquema do evaporador de quatro efeitos.
Escolhendo uma base de calculo para a alimentação de 50 000 litros de solução por dia:
[pic 2]
Considerando a densidade da água do mar como 1025 kg/m³, foi possível calcular a vazão F em termos mássicos,
Assim,
[pic 3]
[pic 4]
Partindo de um balanço de massa global do processo, tem-se
[pic 5]
Como, [pic 6]
Logo,
[pic 7]
Como deseja-se obter uma solução concentrada de 36% de NaCl, partindo de uma solução com concentração de 3,5%. Pode ser feito o balanço parcial para o soluto, afere-se o valor da corrente L4.
[pic 8]
Como a fração de sólidos (soluto) no vapor é nulo, [pic 9]
[pic 10]
[pic 11]
[pic 12]
Substituindo F e L3 na Equação 1 e considerando num primeiro momento que todos os efeitos produzam a mesma quantidade de vapor, ou seja, V1 = V2 = V3 = V4= V, temos:
[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
Para obter a corrente de concentrado que sai do primeiro efeito (L1), faz-se o balanço de massa referente ao primeiro efeito, dado pela equação 3.
Balanço de massa para o 1º efeito:
E assim, para os outros efeitos,
Balanço de massa para o 2º efeito:
Balanço de massa para o 3º efeito:
Balanço de massa para o 4º efeito:
Então substituindo, V1 e F em (x), obtêm-se L1
Substituindo V4 e L4 em (x), obtêm-se L3
Substituindo V3 e L3 em (x), obtêm-se L2
No mesmo sentido, para determinar a concentração de NaCl na corrente de concentrado do primeiro efeito, utiliza-se o balanço material para o sal no primeiro evaporador.
xL1
E assim, da mesma forma, determina-se concentrações de NaCl nas corrente de concentrados dos efeitos seguintes,
xL2
xL3
xL4
Agora, é necessário obter as temperaturas de operação dos evaporadores. Com as pressões de cada efeito, é possível achar essas temperaturas, a partir da tabela das propriedades da água e do vapor de água saturados (Tabela 1, anexo),
Colocar os valores de cada T
Como é uma solução de água e sal, é necessário calcular a elevação do ponto de ebulição (EPE) para cada temperatura, desta forma a partir do diagrama Fig.11-124” do Perry (anexo), esses valores são encontrados
Valores de EPEs..
A elevação do ponto de ebulição aumenta de efeito para efeito no evaporador pois a concentração de soluto aumenta em cada efeito.
Depois de descobrir os valores das correntes do processo, e de suas concentrações, a partir dos balanços de massa, e as temperaturas, é necessário realizar os balanços de energia, para assim encontrar as variáveis que ainda estão faltando.
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