El documento clasifica y describe los diferentes procesos de destilación. Se dividen en dos grupos: 1) procesos que implican un cambio de fase del agua y 2) procesos que funcionan sin cambio de fases. Los procesos con cambio de fase incluyen destilación simple, destilación de múltiple efecto, flashing de múltiple efecto, congelación y compresión de vapor. Los procesos sin cambio de fase son osmosis inversa y electrodiálisis. El documento también describe los procesos de destilación simple y
Este documento proporciona información sobre los sistemas de refrigeración doméstica. Explica que un refrigerador consta de cuatro partes principales: un compresor, un condensador, un dispositivo de control de flujo y un evaporador. Describe cada uno de estos componentes y su función dentro del ciclo de refrigeración, incluida la compresión del refrigerante en el compresor, la condensación en el condensador y la evaporación en el evaporador. También aborda otros componentes como el termostato y la resistencia de descongel
El documento describe los procedimientos para preparar una unidad antes de su operación inicial, incluyendo inspeccionar equipos, realizar pruebas hidrostáticas, alinear circuitos para lavado, lavar equipos y líneas, purgar aire y realizar pruebas de hermeticidad.
Este documento describe los objetivos y procedimientos de un experimento de termodinámica utilizando una olla a presión. Los objetivos incluyen determinar la presión atmosférica por varios métodos, aplicar el balance de energía a una olla a presión, y medir la masa final del agua. El procedimiento involucra calentar agua en una olla a presión y medir la temperatura, presión y masa final del agua.
Este documento presenta el cálculo de la carga térmica total de una cámara frigorífica para la conservación de fresas. Explica los pasos para calcular la carga térmica a través de las paredes, techo y piso, la carga por cambio de aire, la carga del producto, y las cargas varias como la iluminación, personas y motores eléctricos. La carga térmica total calculada es de 389,049.7726 BTU/día. El documento concluye que es importante calcular correctamente la carga
Este informe de laboratorio describe un experimento para determinar el perfil de temperatura a lo largo de una barra metálica calentada. Se midió la temperatura en varios puntos de una barra de aluminio usando un termómetro infrarrojo, para ver cómo se distribuye el calor a lo largo de la barra. Los resultados se usaron para analizar los conceptos de conducción térmica y la capacidad de diferentes materiales para conducir el calor.
Este documento proporciona información sobre la historia y propiedades de los refrigerantes. Explica que el agua fue el primer refrigerante utilizado y que en la década de 1920 se desarrollaron los primeros refrigerantes halogenados como el R-12, que fue muy popular. También describe brevemente algunos refrigerantes alternativos desarrollados para reemplazar a los refrigerantes dañinos para la capa de ozono. El documento analiza las propiedades termodinámicas y físicas que debe cumplir un refrigerante para ser efectivo
El documento describe el ciclo termodinámico de Brayton, el cual modela el funcionamiento de las turbinas de gas. El ciclo consiste en cuatro procesos: (1) compresión adiabática del aire, (2) calentamiento a presión constante, (3) expansión adiabática en la turbina, y (4) enfriamiento a presión constante. El ciclo se usa para analizar la eficiencia de turbinas de gas ideales y reales, considerando factores como la relación de presiones y las eficiencias del
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Descripción de la importancia que tiene el equipo de transporte en toda industria productiva, así como breve descripción de los equipos más utilizados por las mismas.
Este documento presenta los conceptos básicos de refrigeración. Explica que la refrigeración es un proceso termodinámico que extrae calor de un cuerpo para bajar su temperatura. Se detallan las aplicaciones de la refrigeración como la conservación de alimentos y la climatización. También describe los elementos de un equipo de refrigeración como el compresor, condensador y evaporador, así como los métodos de enfriamiento y la importancia de la refrigeración para la conservación de alimentos.
Detección de fugas en un sistema de refrigeraciónGildardo Yañez
El documento describe diferentes métodos para detectar fugas en sistemas de refrigeración, incluyendo elevar la presión del sistema con nitrógeno y mantenerla constante durante 24 horas, usar un detector electrónico o detector de fugas de flama, y aplicar un trazador fluorescente. También recomienda visitar el sitio web de Gildardo Yañez para obtener más consejos sobre refrigeración.
Este documento presenta un problemario de termodinámica aplicada con el objetivo de mejorar el aprovechamiento de la asignatura. Contiene una introducción donde se explica la motivación y objetivos del problemario, así como recomendaciones para su uso. Además, incluye conceptos fundamentales de termodinámica necesarios para comprender y resolver los problemas propuestos. Finalmente, presenta una serie de problemas de diferentes temas como relaciones termodinámicas, ecuaciones de estado, mezclas de gases, combustión y soluciones ideales.
El documento explica el Teorema π de Buckingham, el cual establece que cuando hay 4 o más variables que afectan una magnitud, estas pueden agruparse en un número menor de grupos adimensionales llamados π. El teorema sigue 4 pasos: 1) identificar las variables, 2) elegir variables repetidas con todas las dimensiones, 3) formar los términos π combinando las variables repetidas con las restantes, 4) escribir la forma funcional de los términos π. Se provee un ejemplo para ilustrar los pasos.
Este documento describe las partes principales de una caldera, incluyendo el hogar, quemador, intercambiador de calor e interruptores de seguridad. Explica los diferentes tipos de calderas clasificadas por materiales, diseño, aplicación, presión del fluido y tipo de combustible. También describe los componentes clave como quemadores, bombas de circulación, sistemas de combustible y equipos de seguridad y control necesarios para el funcionamiento seguro de una caldera.
Este documento presenta los conceptos clave de las operaciones unitarias y los diagramas de flujo en procesos industriales. Explica las clasificaciones de operaciones unitarias y físicas, y proporciona ejemplos comunes como transporte, almacenamiento, intercambio de calor, mezclado, separación, entre otros. También describe la simbología utilizada para representar estos procesos y las diferentes formas de diagramas de flujo, incluyendo entradas-salidas, de bloques y de proceso.
Este documento describe los componentes y operación de generadores de vapor (calderas) utilizados en hospitales. Explica que una caldera convierte un líquido en vapor a alta presión mediante calor, y describe las partes principales de una caldera como el hogar, conductos de humo, cámaras de agua y vapor. También cubre la clasificación de calderas, sistemas de distribución de vapor, consideraciones de diseño y riesgos asociados con calderas.
Un intercambiador de calor es un equipo que transfiere calor entre dos fluidos separados por una pared metálica. Existen varios tipos clasificados según su construcción, disposición de los fluidos o función. El coeficiente global de transferencia de calor depende de factores como la geometría, suciedad y variación de la temperatura a lo largo del intercambiador.
La bomba de tornillo es un tipo de bomba hidráulica de desplazamiento positivo que utiliza un tornillo helicoidal excéntrico giratorio dentro de una camisa para bombear fluidos de manera suave y sin agitación, lo que la hace adecuada para fluidos viscosos o con sólidos.
El efecto Joule-Thomson describe cómo la temperatura de un gas cambia cuando pasa adiabáticamente de una presión alta a una baja a través de un estrangulamiento o pared porosa. El coeficiente de Joule-Thomson mide la velocidad a la que la temperatura varía con la presión durante este proceso de flujo a entalpía constante.
Este documento presenta una introducción a los equipos de laboratorio de mecánica de fluidos en la Escuela Profesional de Ingeniería Civil de la Universidad Peruana Los Andes. Describe nueve equipos principales, incluyendo su función y componentes. El objetivo es que los estudiantes aprendan a reconocer y usar correctamente cada equipo de forma segura.
Una caldera es un recipiente cerrado donde el agua se evapora continuamente por la aplicación de calor. El sistema de alimentación de agua de la caldera suministra agua tratada para producir vapor. Las calderas industriales proporcionan energía en forma de calor mediante un proceso de combustión en el que se queman combustibles como el gas en un tren de gas.
Este documento describe diferentes tipos de calderas y generadores de vapor. Explica que las calderas son recipientes que generan vapor o agua caliente mediante la combustión de un combustible. Luego clasifica las calderas en varias categorías como su posición, instalación, ubicación del hogar, circulación de gases, forma de calefacción, presión de vapor, volumen de agua, utilización, circulación del agua, y tipo de combustible. Finalmente, describe en más detalle dos tipos principales: las calderas con tubos múltiples de hum
Una unidad manejadora de aire (UMA) es un aparato que trata el aire entrante para climatizar un ambiente mediante la regulación del flujo de ventilación, filtración, temperatura y humedad; logrando esto a través de componentes como un ventilador, filtros, intercambiadores de calor y un humidificador. El objetivo de una UMA es suministrar aire acondicionado a través de conductos para climatizar espacios.
Operaciones Unitarias en Ingenieria Quimica by Warren Mc Cabe.pdfMario Charlin
Este documento presenta un libro de texto sobre operaciones unitarias en ingeniería química. El libro cubre temas como mecánica de fluidos, transferencia de calor, etapas de equilibrio, transferencia de materia y operaciones con partículas sólidas. El objetivo es proporcionar a estudiantes una introducción a los principios científicos y la ingeniería detrás de las operaciones unitarias comúnmente utilizadas en procesos químicos e industriales.
Lab. Inte. I-Practica#10- Caida de presion en Accesorios y Tuberiasjricardo001
Este documento presenta los resultados de un experimento sobre caídas de presión en tuberías y accesorios hidráulicos. Se midió experimentalmente la caída de presión en tuberías de diferentes materiales (galvanizado, cobre, PVC) y con diferentes accesorios (reducción, ensanchamiento, codos). Luego se calcularon teóricamente las caídas de presión y se compararon con los valores experimentales. Los cálculos se realizaron usando ecuaciones de caída de presión por fricción y por cambios de diámetro.
Este documento describe los principales ciclos de refrigeración, incluidos el ciclo de Carnot inverso, el ciclo de refrigeración por compresión de vapor y el ciclo de refrigeración por absorción de amoníaco. Explica los componentes clave de un sistema de refrigeración como el compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador. También analiza aspectos fundamentales como la capacidad de refrigeración y el coeficiente de operación de los sistemas de refrigeración.
El condensador tiene tres funciones principales: 1) eliminar el recalentamiento del refrigerante, 2) condensar el refrigerante vaporizado en líquido, y 3) subenfriar el líquido. Su función principal es condensar el refrigerante vaporizado proveniente del compresor, transformándolo a estado líquido. Un condensador sucio o bloqueado reduce la eficiencia del sistema y puede causar problemas como altas temperaturas de descarga y bajo efecto frigorífico.
Climatizacion peugeot manual del alumno 76 pag interesantejoaquinin1
El documento proporciona información sobre conceptos térmicos como calor sensible y latente, y sobre los componentes y funcionamiento de un sistema de aire acondicionado automotriz, incluyendo el compresor, condensador, filtro deshidratante, válvula de expansión, evaporador, presostato y otros. Explica los cambios de estado del refrigerante, las presiones y temperaturas asociadas, y los conceptos de subenfriamiento y recalentamiento para el diagnóstico del sistema.
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Este documento presenta los resultados de un experimento sobre caídas de presión en tuberías y accesorios hidráulicos. Se midió experimentalmente la caída de presión en tuberías de diferentes materiales (galvanizado, cobre, PVC) y con diferentes accesorios (reducción, ensanchamiento, codos). Luego se calcularon teóricamente las caídas de presión y se compararon con los valores experimentales. Los cálculos se realizaron usando ecuaciones de caída de presión por fricción y por cambios de diámetro.
Este documento describe los principales ciclos de refrigeración, incluidos el ciclo de Carnot inverso, el ciclo de refrigeración por compresión de vapor y el ciclo de refrigeración por absorción de amoníaco. Explica los componentes clave de un sistema de refrigeración como el compresor, condensador, válvula de expansión y evaporador. También analiza aspectos fundamentales como la capacidad de refrigeración y el coeficiente de operación de los sistemas de refrigeración.
El condensador tiene tres funciones principales: 1) eliminar el recalentamiento del refrigerante, 2) condensar el refrigerante vaporizado en líquido, y 3) subenfriar el líquido. Su función principal es condensar el refrigerante vaporizado proveniente del compresor, transformándolo a estado líquido. Un condensador sucio o bloqueado reduce la eficiencia del sistema y puede causar problemas como altas temperaturas de descarga y bajo efecto frigorífico.
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1) Los condensadores se usan para condensar el vapor de escape de máquinas de vapor y turbinas, permitiendo recuperar el condensado y reducir la presión de escape.
2) Los principales tipos son los condensadores de superficie y de chorro, siendo los de superficie más comunes porque permiten recuperar el condensado.
3) Los condensadores de superficie consisten en tubos donde circula el agua de refrigeración para condensar el vapor en la superficie externa de los tubos, pudiendo ser de paso único o
El documento describe los reguladores de flujo refrigerante, en particular los tubos capilares. Explica que los tubos capilares son tuberías de pequeño diámetro que conectan el condensador y el evaporador, causando una caída de presión necesaria para la evaporación debido a la fricción. También detalla algunas ventajas de los tubos capilares como su sencillez y bajo costo en comparación con otras válvulas. Finalmente, discute factores importantes como ajustar correctamente la carga de refrigerante en los sistemas con
Refrigeración por Compresión de vapor y Método por absorción de amoniacoCristian Escalona
Este documento describe y compara dos métodos de refrigeración: refrigeración por compresión de vapor y refrigeración por absorción. La refrigeración por compresión de vapor funciona comprimiendo mecánicamente un refrigerante a través de un circuito cerrado para absorber calor en un evaporador y cederlo en un condensador. La refrigeración por absorción usa la capacidad de ciertas sustancias como el agua y el bromuro de litio para absorber otros refrigerantes como el amoniaco o el agua en fase de vapor. Ambos métodos tienen
Este documento describe los componentes y procesos de sistemas de refrigeración por compresión de vapor y absorción. Explica que los sistemas de refrigeración por compresión utilizan un evaporador, compresor y condensador, mientras que los sistemas de absorción usan un absorbedor, separador y compresor térmico donde el refrigerante es absorbido por un solvente. También analiza las ventajas e inconvenientes de ambos métodos.
Resumen Ciclo de Potencia y Refrigeracion (Termodinámica II USB)Domenico Venezia
Este documento resume conceptos clave de termodinámica como ciclos de potencia y refrigeración. Explica que el ciclo de Carnot es idealizado y no práctico, mientras que los ciclos reales tienen irreversibilidades. También describe formas de mejorar la eficiencia de ciclos de potencia como aumentar la presión y temperatura en la caldera, usar recalentamiento y regeneración. Finalmente, cubre ciclos de refrigeración como el ciclo de Carnot invertido y formas de mejorar la eficiencia como usar cascadas, etap
Proceso de refrigeracion por absorcionLuis Cardozo
El documento describe el proceso de refrigeración por absorción, explicando que utiliza una mezcla de refrigerante y absorbente en lugar de un compresor. Describe las dos parejas comerciales más usadas (agua-bromuro de litio y amoníaco-agua), y explica brevemente el ciclo de cada una. También resalta las ventajas ambientales y de ahorro de energía de este proceso.
El documento describe los ciclos de refrigeración por compresión de vapor, que consisten en cuatro procesos: 1) regulación del refrigerante líquido a baja presión y temperatura en el evaporador, 2) evaporación del refrigerante absorbiendo calor, 3) compresión del vapor aumentando presión y temperatura, y 4) condensación del vapor liberando calor. El ciclo real difiere del ideal debido a irreversibilidades como fricción y transferencia de calor, lo que afecta las propiedades del refrigerante.
Proceso de refrigeracion por absorcionLuis Cardozo
Este documento compara los procesos de refrigeración por absorción y compresión de vapor. La refrigeración por absorción utiliza una mezcla de refrigerante y absorbente que se separan con calor, mientras que la compresión de vapor usa un compresor mecánico. Ambos procesos permiten enfriar espacios removiendo calor, pero la absorción es más ecológica al no usar electricidad.
Este documento describe los principales componentes de una instalación generadora de vapor, incluyendo calderas, economizadores, sobrecalentadores, quemadores, condensadores y bombas. Explica los tipos básicos de calderas humotubulares y acuotubulares, así como los ciclos de vapor de Rankine y Hirn. Finalmente, detalla los diferentes tipos de condensadores, incluyendo de superficie, de mezcla y barométricos.
Este documento describe los sistemas de refrigeración por absorción, los cuales producen frío aprovechando que ciertas sustancias absorben calor al cambiar de estado líquido a gaseoso. Explica el ciclo de efecto simple amoníaco/agua y el ciclo de doble efecto agua/bromuro de litio, señalando que la diferencia es la pareja fluido refrigerante/absorbente. Finalmente, compara la refrigeración por absorción con la compresión a vapor, destacando ventajas como usar una fuente de cal
ciclo de refrigeracion por comprecion de vaporsantiago71424
El documento describe el ciclo de refrigeración por compresión de vapor, incluyendo los procesos de compresión, condensación, expansión y evaporación. También discute variaciones como ciclos en cascada y de compresión en múltiples etapas, así como aplicaciones comunes de la refrigeración como la conservación de alimentos y el aire acondicionado.
Este documento describe los condensadores de vapor, incluyendo su definición, funcionamiento, estructura física y tipos. Un condensador convierte vapor en estado líquido mediante el intercambio de calor. Mejora la eficiencia de las turbinas al condensar el vapor de salida y cerrar el ciclo termodinámico del agua. Está compuesto de tubos, cajas de agua y un pozo para el condensado, y puede ser de superficie o de mezcla.
Este documento describe el sistema de refrigeración en cascada. Un sistema en cascada consta de dos sistemas independientes de una etapa, donde el sistema con temperatura de evaporación más baja utiliza un intercambiador como condensador para rechazar el calor del mismo, utilizando el evaporador del sistema con temperatura de evaporación más alta. Normalmente se usan refrigerantes diferentes y su aplicación es mayormente para aplicaciones de baja o ultra baja temperatura. El documento explica los componentes básicos de un sistema de refrigeración simple y los conceptos clave de un sistema en
El documento describe diferentes tipos de condensadores utilizados en sistemas de refrigeración. Los condensadores más comunes son los enfriados por aire, agua y evaporación. Los condensadores enfriados por aire dependen del flujo de aire para disipar el calor del refrigerante y pueden ser de convección natural o forzada con ventiladores. Los condensadores enfriados por agua ofrecen mejores temperaturas de condensación y control de presión. Los condensadores evaporativos usan la evaporación del agua para enfriar el refrigerante.
El documento describe varios sistemas para eliminar la escarcha que se acumula en los evaporadores de los sistemas de refrigeración. Los principales métodos discutidos son el desescarche por pulverización de agua, por los gases calientes del compresor, e inversión del ciclo. Cada método presenta ventajas e inconvenientes relacionados principalmente con el control del líquido frigorífico y la temperatura dentro de la cámara.
1. El documento describe los componentes principales de un sistema de refrigeración, incluyendo el compresor, evaporador, condensador y válvula de expansión.
2. Explica que el compresor aumenta la presión del vapor del evaporador para que pueda condensarse en el condensador, mientras que la válvula de expansión suministra refrigerante al evaporador.
3. También cubre los diferentes tipos de compresores, evaporadores, condensadores y válvulas de expansión, así como sus funciones en el sistema de refrigeración.
2. Clasificación de los Procesos de Destilación
Aunque existen diversos criterios para clasificar los diferentes procesos de desalación,
un modo útil y claro de clasificarlos es dividirlos en dos grupos:
1) procesos que implican un cambio de fase en el agua.
2) procesos que funcionan sin cambio de fases.
Entre los procesos que implican un cambio de fases están los siguientes: Destilación
simple , Destilación en Múltiple Efecto, Flashing en Múltiple Efecto, Congelación y
Compresión de vapor.
Los procesos que no realizan un cambio de fases incluyen: Osmosis Inversa y
Electrodialisis, etc.
3. Consumo energético en Destilación
1. El consumo energético de los procesos que usan energía térmica se da
mediante un parámetro llamado "Factor de Rendimiento (FR) o Relación
de Economía (RE)", que nos da la cantidad de agua pura producida (en Kg)
por cada 2.300 KJ (la energía requerida para evaporar un Kg de agua en
condiciones normales de presión y temperatura) de energía térmica
consumida. Por lo tanto, puede decirse que el proceso será tanto más
eficiente cuanto mayor sea su FR o RE.
2. Para los procesos que requieren energía mecánica, el consumo energético
se da en términos del número de kWh consumidos por cada Kg de agua
producida. Por lo tanto, el proceso será tanto más eficiente cuanto menor
sea su consumo específico (Kwh/m3 de agua producida).
4. Destilación. Consideraciones
1. La destilación como proceso de desalación es efectiva porque la mayoría de las
especies químicas que se encuentran en las aguas saladas son no volátiles a las
temperaturas habitualmente empleadas, y por tanto permanecen en la salmuera no
evaporada.
2. Habría que aclarar en el aspecto terminológico, que el término destilación no se
emplea aquí en el sentido habitual en ingeniería química, de separación de dos o mas
líquidos volátiles que son mutuamente solubles.
3. Para la separación del agua de una solución acuosa con componentes no volátiles se
suele emplear el término evaporación en ingeniería química.
4. Sin embargo, en desalación a esta operación se le denomina habitualmente
destilación.
5. Destilación simple (simple efecto)
El proceso de destilación simple
implica tres pasos discretos para alcanzar el objetivo:
1. formación de vapor debido a la adición de calor a una masa de agua
agua salada.
2. separación de este vapor del contacto con el líquido del que
proviene
3. condensación del vapor por eliminación de calor, normalmente por
contacto con una superficie fría
6. Esquema del proceso de destilación simple
Entrada de
vapor de
calefaccion
EVAPORADOR CONDENSADOR
Caja de agua
Tubos
Vapor
Salida de salmuera
Salida de condensado
Salida de agua
de refrigeracion
Entrada de agua de mar
Salida de destilado
Carcasa
Agua de mar caliente
7. Esquema del proceso de destilación simple
SECCION DE UN EVAPORADOR SIMPLE
Entrada de
vapor de
calefaccion
EVAPORADOR CONDENSADOR
Caja de agua
Tubos
Vapor
Salida de salmuera
Salida de condensado
Salida de agua
de refrigeracion
Entrada de agua
de mar
Salida de destilado
Carcasa
Aparecen dos cámaras, un evaporador en el que se forma vapor a partir del agua de mar caliente, y un
condensador para condensar el vapor a destilado.
Cada cámara consiste en un haz de tubos envuelto en una carcasa o virola, con cajas de agua a los
extremos de los tubos para permitir la conducción de fluidos hacia y desde aquellos.
El vapor se forma en los tubos del evaporador, debido a la condensación del vapor de una fuente
externa en las paredes exteriores de los tubos (denominado lado carcasa).
8. Esquema del proceso de destilación simple
SECCION DE UN EVAPORADOR SIMPLE
Entrada de
vapor de
calefaccion
EVAPORADOR CONDENSADOR
Caja de agua
Tubos
Vapor
Salida de salmuera
Salida de condensado
Salida de agua
de refrigeracion
Entrada de agua
de mar
Salida de destilado
Carcasa
El vapor sale del evaporador y entra al lado carcasa del condensador, donde se licúa en contacto con la
superficie fría de los tubos del condensador, y se descarga como destilado.
Por el interior de los tubos del condensador circula agua fría para absorber el calor de la condensación,
y por tanto este agua se calienta.
Al salir del condensador, esta cantidad de agua ligeramente caliente se divide en dos corrientes, una
parte va a los tubos del evaporador y el resto se descarga como rechazo de calor.
9. Esquema del proceso de destilación simple
1. Debe tenerse en cuenta que el agua descargada para rechazo de calor debe ser suficiente en
cantidad y nivel de temperatura (en relación al de entrada), para llevarse todo el calor que fue
previamente aportado por la condensación del vapor externo.
2. El caudal que circula al evaporador debe ser igual a la suma de vapor producido mas la salmuera
que se descarga como rechazo.
3. A su vez la cantidad de salmuera rechazada debe estar en función del objetivo de evitar la
acumulación de sales disueltas por encima de un determinado valor.
4. Para que el dispositivo mostrado en la figura funcione, y para que efectivamente se transfiera
calor desde el vapor condensando en el exterior de los tubos del evaporador al agua del interior,
la temperatura del vapor exterior debe ser mayor que la temperatura de ebullición del agua dentro
de los tubos.
5. Debido a la relación entre el punto de ebullición y la presión del agua, se deduce que la presión
dentro de los tubos debe ser menor que en el lado carcasa, y que el calor de evaporación del agua
interior debe ser mayor que el calor de condensación del vapor exterior, que esta a mas
temperatura y presión.
6. Como consecuencia de esta diferencia en el calor de cambio de fase, la condensación de cada kg
de vapor externo proporcionará menos de un kg de vapor en este proceso simple.
Consideraciones del proceso
10. Destilación multiefecto
Si se disponen varios evaporadores en serie, se puede aumentar la cantidad de
vapor producida por una cantidad inicial de vapor externo, siempre que la presión
en los lados de evaporador de las cámaras sucesivas se mantenga decreciente
para asegurar el flujo de calor.
SECCION DE UNA PLANTA DE DESTILACION DE TRIPLE EFECTO
Primer efecto Segundo efecto Tercer efecto Condensador
Entrada
vapor
Salida
condensado
Salida salmuera
Salida de agua
de refrigeracion
A bomba
de vacio
Salida de
destilado
Entrada de
agua mar
Vapor
11. Destilación Multiefecto
El primer evaporador, como en el simple efecto, recibe calor de una fuente externa de
vapor, con la única condición de que la temperatura del vapor en el lado carcasa sea
mayor que la temperatura de ebullición en los tubos del evaporador.
El vapor producido en los tubos del primer evaporador se condensa en el lado de
carcasa de los tubos del segundo evaporador, proporcionando de esa manera el calor
para la evaporación, de parte del agua que esta en el interior de los tubos.
Para que se produzca este flujo de calor desde el vapor condensante hacia el agua
dentro de los tubos, es necesario que esta última este mas fría que el vapor.
El vapor formado tendrá la misma temperatura del agua, de forma que el vapor en este
segundo efecto tendrá una temperatura y presión menor que los del primero.
SECCION DE UNA PLANTA DE DESTILACION DE TRIPLE EFECTO
Primer efecto Segundo efecto Tercer efecto Condensador
Entrada
vapor
Salida
condensado
Salida salmuera
Salida de agua
de refrigeracion
A bomba
de vacio
Salida de
destilado
Entrada de
agua mar
Vapor
12. Destilación Multiefecto
El vapor formado en el segundo efecto condensa sobre los tubos del tercero,
produciéndose un tercer incremento de la cantidad de vapor que condensa sobre el lado
de carcasa del condensador.
En tanto que la condensación de cada kg de vapor da como resultado ligeramente
menos de 1 kg de vapor (y luego de condensado), esta claro que la condensación de 1
kg de vapor en el primer evaporador producirá algo menos de 3 kg de agua en el
momento en que el último vapor sea licuado en el condensador.
Esta multiplicación del efecto de condensación en los sucesivos evaporadores es lo que
lleva a la designación de este proceso como destilación "multiefecto".
SECCION DE UNA PLANTA DE DESTILACION DE TRIPLE EFECTO
Primer efecto Segundo efecto Tercer efecto Condensador
Entrada
vapor
Salida
condensado
Salida salmuera
Salida de agua
de refrigeracion
A bomba
de vacio
Salida de
destilado
Entrada de
agua mar
Vapor
13. Destilación Multiefecto
El diagrama no muestra todo el equipo auxiliar necesario para operar este tipo de
evaporador.
Hay una bomba de vacío conectada al condensador, y su función es doble, ya que por
una parte elimina aire (gases no condensables) del sistema, y por otro lado produce un
gradiente de presión en la planta, de forma que el vapor y la salmuera se muevan de un
efecto a otro.
En una planta real probablemente habrían conexiones a la bomba de vacío en uno o
mas efectos, donde pudiera desprenderse aire de la salmuera.
También por causa del vacío, se requieren bombas para descargar el destilado y la
salmuera del sistema.
SECCION DE UNA PLANTA DE DESTILACION DE TRIPLE EFECTO
Primer efecto Segundo efecto Tercer efecto Condensador
Entrada
vapor
Salida
condensado
Salida salmuera
Salida de agua
de refrigeracion
A bomba
de vacio
Salida de
destilado
Entrada de
agua mar
Vapor
14. Destilación Flash
Otro método de llevar a efecto la economía en destilación es por medio de las plantas de
destilación flash (destilación súbita).
La evaporación flash es la producción de vapor por una repentina reducción de presión en un
líquido caliente, que inicialmente esta cerca de su temperatura de ebullición.
Al reducirse la presión, se reduce la temperatura, con lo cual se reduce el calor sensible en el
líquido y se dispone de calor para la producción de una pequeña cantidad de vapor.
Las plantas de destilación flash, utilizando este principio, se diseñan de forma que el agua de
mar de alimentación se caliente en todo el rango de temperatura en condiciones de presión
que impidan la formación de vapor durante el calentamiento.
Cuando se ha alcanzado la máxima temperatura prevista, se reduce la presión del líquido en
un cierto número de etapas.
En cada etapa la reducción de presión va acompañada de una producción de vapor por
ebullición flash.
El condensado de todas estas pequeñas producciones es la capacidad global de la planta.
Fundamentos y Diseño de Plantas
15. Proceso de Destilación de Multietapa Flash (MSF)
Fundamento: La evaporación súbita (flash) esta en el hecho de que
un líquido que se ve repentinamente expuesto a una presión menor
que la de la saturación correspondiente a su temperatura, evapora
parcialmente de forma que el calor de evaporación necesario lo toma
del resto del líquido que se enfría
Cámara Flash
que tiene una
presión menor
que la de
saturación de
la salmuera
Agua de mar para
refrigeración
Tubos
Destilado
Separador
de gotas
Etapa 2 Etapa 1
Salmuera de
alimentación
caliente Teb.
Salmuera de
rechazo a la
siguiente etapa
Placa inferior
Placa superior
En cada etapa se produce la evaporación súbita de parte del agua, que
arrastra gotas de humedad. Estas se separan en una malla y el vapor
condensa en el exterior del haz de tubos.
16. Agua de mar
Suministro de
vapor externo a
baja presión
Destilado
Salmuera
Calentador de salmuera
El agua de alimentación se precalienta en un condensador y va al
calentador de salmuera , de forma que a la salida de la misma se
encuentra a la temperatura máxima admisible bajo condiciones
de presión que no permitan la formación de vapor (ebullición) en
los tubos que la llevan a la cámara.
.
Esquema simple de Flash
17. Agua de mar
Suministro de
vapor externo a
baja presión
Destilado
Salmuera
Calentador de salmuera
Al entrar en la cámara de flashing, se encuentra con una presión
de vacío menor que se mantiene con un eyector y una parte de la
salmuera se evapora y los vapores producidos pasan por una
malla (demister) y condensan en la superficie de los tubos del
condensador y el resto de salmuera no evaporada pasa a la
siguiente etapa.
Esquema simple de Flash
18. Destilación y Flashing en Múltiple Efecto
•La destilación y el flashing en múltiple efecto se conocen internacionalmente
con las siglas MED (Multi Effect Distillation) y MSF (Multi Stage Flash).
•En ambos procesos, a partir del agua salada se obtiene agua destilada de
una gran pureza.
•Mediante la destilación se logra reducir la salinidad típica del agua hasta
una diezmilésima parte.
•Así, mientras la salinidad del agua de mar es de 35.000 ppm, la del destilado
es del orden de 4 ppm o inferior.
20. Evaporación instantánea utilizados a comienzos del siglo pasado
Sus orígenes se remontan para la obtención de sal a partir de
salmueras
Patente del proceso MSF: Silver y Frankel
Planta que emplea la evaporación instantánea en la que el nº de
etapas es mayor que 2 veces la relación de funcionamiento. (En la
práctica suele ser del orden de 3 veces)
El dominio del MSF fue total a partir de 1977
Breve historia del proceso MSF
21. Cuando la salmuera caliente se introduce en una cámara flash
(que se encuentra a una presión menor que la que le corresponde a
la de la saturación de salmuera), la temperatura de ebullición
disminuye proporcionalmente y su calor sensible que se aprovecha
para producir vapor.
Se aceptaba la formación de incrustaciones o precipitaciones en
los evaporadores, aún a pesar de darle un apropiado pretratamiento.
Breve historia del proceso MSF
22. Principales características en MSF
Según el flujo
- MSF un solo sentido
- MSF con recirculación
Pretratamiento
- Polifosfatos
- Ácido
- Aditivos de alta temperatura
Configuración de los tubos en el condensador
- Cruzados
- Longitudinales
- Verticales
Cortesía de EMALSA
23. 1. Pretratamiento
2. Evaporador multietapa (secciones de recuperación y rechazo de
calor)
3. Recalentador de salmuera (intercambiador de calor)
4. Eyectores de vacío
Secciones y equipos en una planta MSF
24. • La evaporación tiene lugar en una serie de cámaras que se mantienen en el vacío.
• 20 a 30 etapas, divididas en dos secciones, rechazo y recuperación (mayor nº de
etapas)
• El proceso se inicia con el precalentamiento del agua de mar que sirve de
alimentación a la sección de rechazo de calor (la salmuera se enfría). Una parte del
agua de mar sirve para refrigerar y otra caliente se devuelve al mar. El resto se mezcla
en la última etapa con la salmuera de recirculación y sirve a su vez de refrigerante en
la sección de recuperación de calor.
• La salmuera llega a la primera etapa con la máxima temperatura (90-120 ºC)
mediante vapor externo, de forma que la salmuera en la 1ª etapa sufre el flash y
condensa en los tubos superiores.
• El resto de salmuera no evaporada pasa a la segunda etapa y se repite la secuencia.
Descripción de un planta MSF
25. Bomba de
recirculación
Sección de recuperación de
calor
Recalentador
de salmuera
Vapor
Condensado
Destilado
Pretratamiento
Sección de rechazo de
calor
Diagrama de flujo de una planta multietapa MSF (con recirculación)
A.mar
Rechazo
salmuera
Evaporador de N etapas
1ª etapa
T máxima
N etapa
T mínima
Eyector de venteo
26. Ventajas y desventajas del proceso
• El agua de alimentación requerida es del orden de 3-4 veces la
del producto.
• Facilidad de mantener el vacío, dado que aparecen menos GNC
• Menor problemas de corrosión
• Mayor transmisión efectiva de calor en las cámaras de flashing
• Posibilidad de operar entre 60 y 80 % de la capacidad de diseño
• Mayor concentración de salmuera y aumenta el peligro de
incrustaciones
27. Influencia del pretratamiento en el rango del flashing
Para incrementar el rango de temperatura de flashing se
plantean dos métodos
1. Disminuir la temperatura inferior, que viene prefijada de
forma natural (la que corresponda al agua de mar)
2. Elevar la temperatura máxima, sin que ello genere mayores
precipitaciones, sobre todo de sulfato cálcio, carbonatos
cálcicos e hidróxidos magnésicos.
- Pretratamiento químico: Polifosfatos (90 ºC)
Ácidos (120ºC)
29. • Son plantas que no recirculan una parte de la salmuera.
• El agua de mar se bombea hasta la última etapa del evaporador
pasando por todos los tubos del condensador de todas las etapas
hasta llegar al calentador de salmuera.
• No son muy usadas pero son fáciles de operar porque no existe el
problemas de incrustaciones, ya que no se recircula salmuera.
• Requiere grandes cantidades de agua de mar
Agua de mar
Salmuera
Destilado
Recalentador de
salmuera
MSF un solo sentido
30. •Baja potencia de bombeo y no se requiere bomba de recirculación
• Gran cantidad de gases no condensables librados durante el
flashing
• Reducción en los coeficientes de transferencia de calor por
interferencia de los gases
• Alta corrosión por los gases liberados
• Necesidad de un eyector de gran capacidad Agua de mar
Salmuera
Destilado
Recalentador de
salmuera
MSF un solo sentido
31. Principales parámetros de operación en MSF
MSF es insensible a la salinidad de la alimentación
Requerimientos energéticos constante para cualquier TDS
2 rangos de temperatura máxima de salmuera (90 y 120 ºC)
Pretratamiento con ácido y anti-incrustantes
Evaporación súbita en condiciones de vacío
2 bar (120 ºC) 0,71 bar (90 ºC)
Limitación de la conversión: 50 %
Consumo de vapor alto
R.E. De 8-10; 10-11 kg agua/kg vapor
Problemas de materiales
Sistema adecuado para agua de mar y no para salobres
Requiere vapor de baja presión, normalmente de una turbina
Plantas duales
32. Relación de economía (relación de producción) RE
Parámetro que se utiliza en las plantas de Destilación que utilizan vapor como fuente
de energía.
Definición: Es el número de kilogramos de agua obtenidos por cada 2330 kJ de
energía aportados en el vapor, que corresponden a la entalpía de condensación a
unos 70 ºC.
Expresión: RE= mp / (q/hfg) donde q = carga térmica del recalentador de
salmuera, hfg = calor de condensación.
Expresión simplificada: kg de agua producidos por kilogramo de vapor aportado. RE
= kg de agua producto/kg de vapor motriz.
En otros sistemas de Desalación, que utilizan la E.E., el consumo se mide en
unidades de energía por unidad de agua producida. (kWh/m3)
Comparación de consumos. Exergía o Energía útil = h – Tos (kJ/kg)
Parámetros de diseño
34. Análisis Termodinámico en el proceso MSF
F
=
T
-
T 1
m
n
T
-
T
=
T
1
m
x
n
T
-
T
c
m
=
h
m
1
m
r
fg
n
m
h
n
)
T
-
T
(
c
=
m r
fg
1
m
n
h
n
)
T
-
T
(
c
=
y
fg
1
m
n r
m = y m
r
m (1- y)
y m (1- y)
r
r r
2
m (y + y (1- y)) = m (1 - (1- y) )
la suma del destilado en (n)+(n-1) es igual a
el rango total de temperaturas es:
la caída unitaria de temperatura, en cada etapa es
la cantidad de vapor producido en la etapa superior (n) se dtermina sobre un balance de energía:
despejando
simplificando
y es la fracción de vapor sobre el caudal de recirculación
El caudal de salmuera que entra a la etapa (n-1) es igual a
el destilado producido en (n-1) es
35. Relación de recirculación en MSF
r
2
r
2
m (1 - (1 - (1- y) )) = m (1- y)
la suma del destilado en (n)+(n-1) es igual a
la salmuera que entra a la etapa (n-2) es y m (1- y)
r
2
el destilado producido en (n-2) es r
2 2
r
3
m (1 - (1- y) + y (1- y) )
= m (1 - (1- y) )
la suma de destilado en las etapas (n)+(n-1)+(n-2) es r
s
m (1 - (1- y) )
En el total de (n) etapas tenemos:
r
n
p
m (1 - (1- y) ) = m
luego la suma de destilado en un número (s) de etapas será :
r
p
n
m
m
=
1
(1 - (1- y) )
lo que nos define el caudal de reciclado necesario para obtener una determinada producción.
Simplificación válida: el valor de y es del orden de 4.18x90/20/2500 = 0.007 (valor pequeño) y n>10 etapas
normalmente.
2
1
+
F
c
h
=
2
1
+
ny
1
m
m fg
p
r
36. Relación de economía en MSF
La aportación total de calor en el calentador de salmuera es
q = c m (T - T )
r rn rm
y la aportación de calor por unidad de producto es
q
m
=
h (T - T )
F
+
c (T - T )
2
p
fg rn rm rn rm
1
RE
=
q
m h
=
(T - T )
F
+
c
2 h
(T - T )
p fg
rn rm
fg
rn rm
La relación de economía es un parámetro fundamental en destilación, y es igual a
RE =
agua producida
calor utilizado
=
m
q
h
p
fg
El segundo término de esta última ecuación es bajo, de forma que RE es aproximadamente proporcional al
rango de evaporación.
37. Secciones de recuperación de calor y rechazo en MSF
El calor que debe ser rechazado en la sección correspondiente (de nj etapas) es igual al introducido en el
calentador de salmuera.
El calor eliminado en las corrientes de producto y de salmuera (la suma de mp y ms es igual a ma) es
a 1 a
m c (T - T )
el calor eliminado en sección de rechazo es r n m a 1 a
m c (T - T ) - m c (T - T )
que debe ser igual a r j+1 1
m c (T - T )
igualando las dos ecuaciones anteriores
a
p
1 a
r
p
n m j+1 1
m
m
c (T - T ) =
m
m
c (T - T - T - T )
En primera aproximación, y salvo una corrección menor, la relación de números de etapas es igual a la RE
RE
1
n
nj
La economía es aproximadamente igual al número total de etapas partido el número de etapas de rechazo.
38. Estudio de casos MSF
• MSF: mayor capacidad instalada
• Kuwait(1960) 2 uds. 4.540 m3/día.(19 etapas/ud. R.E= 5,7)
• Mayor del mundo, Doha West (Kuwait) de 392.400 m3/día
(12 ud de 32.700 m3/día)
• Las Palmas I y Las Palmas II
• 4 x 5.000 m3/día y 2 x 9.000 m3/día
• R.E de 5,8 y 9,1, respectivamente
• Nº de etapas: 22 y 26.
• Temperatura: 90 y 120 ºC
• Pretratamiento: polifosfatos y ácido