Perfil De Temperaturas De Un Pozo Geotermico

Existe el proyecto de la construcción en nuestro país de una planta de producción de bioetanol a partir de residuos de rastrojo de maíz. El diseño conceptual de este proceso está en desarrollo, pero se quiere avanzar el proyecto de manera paralela con el diseño de los equipos, así como el dimensionamiento de éstos. En el año 2011 se hizo la propuesta de diferentes diagramas de flujo para laproducción de bioetanol;1 entre estos se ha seleccionado el siguiente diagrama de flujo (ver Figura 1) para adicionar los equipos de intercambio de calor y de este modo cumplir con las condiciones requeridas en el proceso de producción.
Enzymatic Hydrolysis Mixer
TEH TEH

Proyecto final

Solid-Liquid Co-Fermentation Separator Heat Exchanger
TEH TEH TCF TCF

Heat Exchanger
Tin = 25°C TPTHeat Exchanger
TPT TEH TEH TEH TEH

TEH TCF TCF TCF

TBubble Point

Pretreatment

TEH

TEH

TEH

TEH TCF

TCF

Downstream Processes

Figura 1. Diagrama de flujos la producción de bioetanol de segunda generación

2

La Tabla 1 indica las condiciones de temperatura que se requiere en cada una de las corrientes que se encuentran en el diagrama de flujo.
Tabla 1. Temperatura enlas diferentes corrientes del proceso.

TPT TEH TCF Destilación

170°C 65°C 35°C Temperatura de burbuja de la mezcla

La información del anexo incluye los compuestos que se manejan en el proceso de producción, además de la concentración de estos en cada una de las corrientes del proceso. Como resultado se requiere lo siguiente: • • Diseño de los intercambiadores de calor que se involucranen el proceso. Cálculo de los factores de obstrucción para tener una idea del tiempo de operación de éstos, además de la caída de presión en el lado de la coraza y de los tubos.

• • •

Proponga los materiales que se utilizarán para la construcción de los distintos equipos. Calcule el costo de los equipos. El tamaño del intercambiador queda a criterio de los ingenieros de diseño, pero serequiere que los equipos no tenga una longitud tan grande, ya que se buscará no impactar lo menos posible la zona donde se instalará la planta.

Se pueden hacer suposiciones para la solución del problema, pero es necesario que éstas sean justificadas de manera adecuada.

Referencias:
1. Morales-Rodriguez, R., Meyer, A.S., Gernaey, K.V. and Sin, G. (2011). “Dynamic Model-Based Evaluation of ProcessConfigurations for Integrated Operation of Hydrolysis and Co-Fermentation for Bioethanol Production from Lignocellulose”. Bioresource Technology (ISSN: 0960-8524), 102, 1174-1184. Morales-Rodriguez, R., Meyer, A.S., Gernaey, K.V. and Sin, G. (2012). “A Framework for Model-Based Optimization of Bioprocesses under Uncertainty: Lignocellulosic Ethanol Production Case”. Computers and ChemicalEngineering (ISSN: 0098-1354), 42, 115-129.

2.

Anexos

Array

Compound

IN conc.

PT con

EH, Conc

SL-S

SL-L, Conc.

CF

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

Insoluble solids Flowrate Free Enzyme 1 Free Enzyme 2 Bound Enzyme 1 Bound Enzyme 2 Biomass Glucan (Cellulose) Xylan Arabinan Lignin Ash Other Compounds Glucose Xylose Arabinose AcidSoluble Lignin Water Cellubiose Ethanol Carbon Dioxide Soluble Solids Dummy 2 Dummy 3 Output flow

SI EF1 EF2 EB1 EB2 X G1 X1 A1 L1 ASH OC G XY AR ASL WT G2 ETOH CO2 D2 D3 FO

g/kg-slurry kg-slurry/h g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurryg/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry g/kg-slurry

300.00 109232.22 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 112.20 63.30 8.70 54.00 15.60 46.20 0.00 0.00 0.00 0.00 700.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0 1000

240.04 109232.22 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 91.48 27.37 6.03 53.36 15.60 46.20 19.37 14.70 1.93 0.59 700.00 0.00 0.00 0.00 23.37 0.00 0.00 1000.00 229387.7 78661.6

435.98...