evaporadores
Páginas: 10 (2259 palabras)
Publicado: 14 de abril de 2013
05/04/2013
EVAPORADORES
EFECTOS MÚLTIPLES
UNEFM
ING. ZORAIDA CARRASQUERO MSc.
Evaporadores de efectos múltiples
El método mas común para mejorar la economía de una operación
de evaporación consiste en aprovechar el contenido energético de
los vapores, usándolos para calentar un segundo evaporador
conectado en serie al primero. Para que estos vapores puedan
actuar como fuentetérmica, se
requiere que su temperatura de
saturación (propia de la presión de operación del evaporador sea
mayor que la temperatura de ebullición de la disolución en el
siguiente evaporador, es decir la presión en el primer efecto será
mayor que la presión del segundo efecto.
1
05/04/2013
Un
evaporador
de
múltiples
efectos
es
una
secuencia
deevaporadores operando a presiones sucesivamente menores y
utilizando, a partir del segundo de ellos, los vapores de cada efecto
como medio de calentamiento para ebullir el liquido del efecto
siguiente. Los efectos se numeran en la dirección de avance de vapor
y en la práctica el número de efectos puede variar desde solo dos
hasta más de diez.
Independiente del número de efectos, en general se tiene:1. Solo en el primer efecto se introduce el vapor vivo de
procedencia externa, el cual determina la máxima temperatura de
suministro de energía al sistema.
La temperatura mas alta esta limitada usualmente por la
presión del vapor disponible o por las características de
corrosión,
degradación
térmica,
ensuciamiento
o
incrustación de la disolución a procesar.
2 05/04/2013
2. Solo en el último efecto se regula la presión de operación
mediante un dispositivo externo, el cual fija la mínima
temperatura de consumo de energía en el sistema, ya sea a
través de una bomba de vacio, de un condensador enfriado por
agua o por medio de una combinación de condensador y eyector
de vacio.
3. En todos los efectos intermedios, las condiciones de presión,
temperaturay concentración de las disoluciones se ajustan por si
solas, en conformidad con las relaciones de balance de materia y
energía, equilibrio de fases y transferencia de calor.
Sistemas de alimentación. Alimentación directa
Al condensador
Alimentación
I
II
III
IV
Vapor vivo
Licor
Concentrado
Figura 1. Esquema de operación para efectos múltiples: corriente directa
3 05/04/2013
El esquema de operación mas simple en sistemas de múltiples
efectos es el de alimentación directa ó alimentación hacia delante,
en el cual los líquidos avanzan de un efecto a otro en la misma
dirección que los vapores. Siendo esta la dirección de presión
q
p
p
decreciente (Figura 1)
Usos mas frecuentes
•
Los
sólidos
sensibles
a
las
temperaturas
osoluciones
concentradas presentan problemas de operación a altas
temperaturas, por ejemplo la evaporación de agua de mar.
•
Las disoluciones no son muy viscosas y la alimentación viene
suficientemente caliente.
Ventajas:
•
El flujo de liquido se produce por diferencia de presión, sin
necesidad de bombas
•
En cada efecto se produce algo de evaporación por expansión
“flash”Desventajas:
•
La viscosidad de la disolución aumenta hacia los últimos efectos,
y por ende los coeficientes globales de transferencia de calor
son menores que los efectos iniciales.
•
Todo el calentamiento de la alimentación se realiza en el primer
efecto
4
05/04/2013
Desventajas (Cont.):
•
Las disoluciones más concentradas, que poseen elevaciones de
punto deebullición mayores, deben calentarse con vapores de
menor temperatura. Las fuerzas impulsoras de intercambio de
calor se reducen hacia los últimos efectos, contribuyendo al
deterioro de los coeficientes de transferencia.
•
Se necesitan mayores áreas de intercambio para cumplir con
y
p
p
una capacidad dada.
Alimentación inversa
Al condensador
I
II
Licor
Concentrado
III...
EVAPORADORES
EFECTOS MÚLTIPLES
UNEFM
ING. ZORAIDA CARRASQUERO MSc.
Evaporadores de efectos múltiples
El método mas común para mejorar la economía de una operación
de evaporación consiste en aprovechar el contenido energético de
los vapores, usándolos para calentar un segundo evaporador
conectado en serie al primero. Para que estos vapores puedan
actuar como fuentetérmica, se
requiere que su temperatura de
saturación (propia de la presión de operación del evaporador sea
mayor que la temperatura de ebullición de la disolución en el
siguiente evaporador, es decir la presión en el primer efecto será
mayor que la presión del segundo efecto.
1
05/04/2013
Un
evaporador
de
múltiples
efectos
es
una
secuencia
deevaporadores operando a presiones sucesivamente menores y
utilizando, a partir del segundo de ellos, los vapores de cada efecto
como medio de calentamiento para ebullir el liquido del efecto
siguiente. Los efectos se numeran en la dirección de avance de vapor
y en la práctica el número de efectos puede variar desde solo dos
hasta más de diez.
Independiente del número de efectos, en general se tiene:1. Solo en el primer efecto se introduce el vapor vivo de
procedencia externa, el cual determina la máxima temperatura de
suministro de energía al sistema.
La temperatura mas alta esta limitada usualmente por la
presión del vapor disponible o por las características de
corrosión,
degradación
térmica,
ensuciamiento
o
incrustación de la disolución a procesar.
2 05/04/2013
2. Solo en el último efecto se regula la presión de operación
mediante un dispositivo externo, el cual fija la mínima
temperatura de consumo de energía en el sistema, ya sea a
través de una bomba de vacio, de un condensador enfriado por
agua o por medio de una combinación de condensador y eyector
de vacio.
3. En todos los efectos intermedios, las condiciones de presión,
temperaturay concentración de las disoluciones se ajustan por si
solas, en conformidad con las relaciones de balance de materia y
energía, equilibrio de fases y transferencia de calor.
Sistemas de alimentación. Alimentación directa
Al condensador
Alimentación
I
II
III
IV
Vapor vivo
Licor
Concentrado
Figura 1. Esquema de operación para efectos múltiples: corriente directa
3 05/04/2013
El esquema de operación mas simple en sistemas de múltiples
efectos es el de alimentación directa ó alimentación hacia delante,
en el cual los líquidos avanzan de un efecto a otro en la misma
dirección que los vapores. Siendo esta la dirección de presión
q
p
p
decreciente (Figura 1)
Usos mas frecuentes
•
Los
sólidos
sensibles
a
las
temperaturas
osoluciones
concentradas presentan problemas de operación a altas
temperaturas, por ejemplo la evaporación de agua de mar.
•
Las disoluciones no son muy viscosas y la alimentación viene
suficientemente caliente.
Ventajas:
•
El flujo de liquido se produce por diferencia de presión, sin
necesidad de bombas
•
En cada efecto se produce algo de evaporación por expansión
“flash”Desventajas:
•
La viscosidad de la disolución aumenta hacia los últimos efectos,
y por ende los coeficientes globales de transferencia de calor
son menores que los efectos iniciales.
•
Todo el calentamiento de la alimentación se realiza en el primer
efecto
4
05/04/2013
Desventajas (Cont.):
•
Las disoluciones más concentradas, que poseen elevaciones de
punto deebullición mayores, deben calentarse con vapores de
menor temperatura. Las fuerzas impulsoras de intercambio de
calor se reducen hacia los últimos efectos, contribuyendo al
deterioro de los coeficientes de transferencia.
•
Se necesitan mayores áreas de intercambio para cumplir con
y
p
p
una capacidad dada.
Alimentación inversa
Al condensador
I
II
Licor
Concentrado
III...
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