Problemario

Ejemplo 4.5-2:

Proceso de cristalización evaporativa.

A continuación se muestra el diagrama de flujo de un proceso en estado estacionario para recuperar cromato de potasio cristalino (K2CrO4)de una solución acuosa de esta sal.















5,500 kg./ h de una solución que contiene 1/3 de masa de K2CrO4 se unen a una corriente de recirculación que contiene 36.4% de K2CrO4,y se alimenta la corriente combinada a un evaporador. La corriente concentrada que sale del evaporador contiene 49.4% de K2CrO4; dicha corriente se alimenta a un cristalizador en el cual se enfría(haciendo que los cristales de K2CrO4 se separen de la solución) y después se filtra. La torta de filtración consta de cristales de K2CrO4 y una solución que contiene 36.4% de K2CrO4 por masa; loscristales constituyen 95% de la masa total de la torta de filtración. La solución que atraviesa el filtro, que también contiene 36.4% de K2CrO4, constituye la corriente de recirculación.

1. Calculela velocidad de evaporación, la velocidad de producción de K2CrO4 cristalino, las velocidades de alimentación a las que el evaporador y el cristalizador deben estar diseñados para soportar y larelación de recirculación (masa recirculada)/ (masa de alimentación fresca).
2. Suponga que el filtrado se descarta en vez de recircularlo. Calcule la velocidad de producción de los cristales. ¿Cuáles sonlos beneficios y costos de la recirculación?

Solución:


Diagrama de Bloques:
















Base de Cálculo: 5, 500kg/h de alimentación fresca.

• Solución:Balance general de masas :

E = S . . . . A = DT + RT
m2 (kg. de W evaporados/h)
m4 [kg. K(s)/h]
m1 (kg/h alimentados al evaporador)
m3 (kg./h alimentados al cristalizador)
(m6/5500) (kg.recirculados/kg de aliementación fresca)

m4 = 0.95 (m4 + m5)

m5= 0.05263 m4

Balance general de K2CrO4:

(0.333)(5500) kg K/h =m4 +0.364 m5

resolviendo ec.
Como:

m5 = 0.05263m4...