Equipamentos industriais - Aula 2

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EQUIPAMENTOS 
INDUSTRIAIS
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O QUE VAI SER VISTO...
�Máquinas Industriais
�Caldeiras e Aquecedores de Fluidos Térmicos
�Turbinas
�Compressores
�Bombas
�Equipamentos Industriais
�Trocadores de Calor
�Equipamentos de Separação
�Reatores
�Separação Mecânica
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TROCADORES DE CALOR
Definição
São equipamentos onde a energia de fluidos quentes é usada para
aquecer fluidos frios.
Fluido frio
Fluido frio 
aquecidoFluido 
quente
Fluido frio 
resfriado
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TROCADORES DE CALOR
Chicanas
DefletorTubos
Casco
TROCADORES CASCO-TUBO
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TROCADORES DE CALOR
TROCADORES CASCO-TUBO
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TROCADORES DE CALOR
TROCADORES BITUBULAR
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TROCADORES DE CALOR
AIRCOOLER
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TROCADORES DE CALOR
TROCADOR DE PLACAS
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TROCADORES DE CALOR
Principais Tipos (classificação quanto a função)
Refervedor - se destina a aquecer um líquido até a sua temperatura
de ebulição
Resfriador (Cooler) – se destina a resfriar líquido ou gases, usando
água ou ar (air cooler) como meio de resfriamento quando os
fluidos estão em torno da temperatura ambiente ou um refrigerante
em temperaturas sub-atmosféricas.
Aquecedor (Heater) – se destina a aquecer (fornecer calor) a um
líquido ou gás por meio de vapor de água ou outro fluído quente
Condensador – se destina a resfriar gases até sua temperatura de
condensação.
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Definição
Dispositivos que promovem a separação de componentes
constituintes das correntes industriais por adição e/ou remoção
de energia. O princípio de separação é o equilíbrio de fases.
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
Principais Tipos
����Colunas ou Torres de Destilação (Destiladores)
����Colunas ou Torres de Absorção (Absorvedoras)
����Colunas ou Torres de Adsorção (Absorvedoras)
�Colunas ou Torres de Extração (Extratoras)
����Cristalizadores
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1 – COLUNAS DE DESTILAÇÃO
Equipamento cujo objetivo é separar duas ou mais substâncias
presentes em uma mistura líquida e/ou vapor pela aplicação ou
remoção de calor. Se baseia na diferença de volatilidade dos
componentes da mistura e no princípio do equilíbrio entre as
fases líquida e vapor destes componentes.
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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Tipos de Destilação quanto ao no de estágios:
Vaso de Destilação Flash: a separação se dá em equipamento de um só
estágio pela adição/remoção de calor ou variação de pressão
Coluna de Destilação Fracionada: É um equipamento multiestágios.
A separação se dá pela adição ou remoção de calor com vaporização
parcial da carga.
���� Destilação Flash
Destilação Fracionada����
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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Tipos de equipamentos multiestágios:
Coluna de pratos: o componente interno que determina um estágio
de separação são bandejas especialmente projetadas para promover
o contato entre as fases
Colunas de Recheio: O dispositivo que promove o contato entre as
fases são peças sólidas dispostas randomicamente ou de forma
estruturada. Uma determinada altura desse recheio determina um
estágio de separação.
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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�PRATOS
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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�RECHEIOS
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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2 – COLUNA DE ABSORÇÃO (ABSORVEDORA)
Equipamento onde um ou mais componentes de uma mistura
gasosa entra em contato com um líquido denominado solvente
e é por ele dissolvido, separando-o da mistura em questão. A
absorção é sempre acompanhada da operação inversa,
denominada dessorção, usada para regenerar o solvente
expulsando o(s) componente(s) absorvidos pela adição de calor.
Os internos das absorvedoras (pratos ou recheios) são iguais e
possuem a mesma função dos internos das colunas de
destilação.
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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Gás 
tratado
Reciclo de 
solvente
Resfriador
Aquecedor
Carga
Solvente rico
Gás de 
dessorção
Gás Concentrado
A
B
S
O
R
V
E
D
O
R
A
R
E
G
E
N
E
R
A
D
O
R
A
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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3 – COLUNA DE ADSORÇÃO
Equipamento onde uma fase fluida (gás ou líquido) é posta em
contato com um sólido adsorvente que tem a propriedade de
reter, seletivamente, uma ou mais entre as espécies neles
contidas.
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
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EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
�Em geral existem duas ou mais
colunas que operam em paralelo.
Quando uma está adsorvendo a outra
está regenerando. Os principais
processos de regeneração industrial são:
�TSA – Thermal Swing Adsorption
�PSA – Pressure Swing Adsorption
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4 – COLUNA DE EXTRAÇÃO
Equipamento onde uma mistura líquida é posta em contato
com um solvente imiscível que tem a propriedade de
solubilizar, seletivamente, um dos seus constituintes,
denominado soluto. O solvente é posteriormente separado do
soluto por outra operação, em geral, destilação. Existem vários
tipos de extratores que devem propiciar o contato entre as duas
fases líquidas.
EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
Entrada da fase 
mais densa
Entrada da fase 
menos densa
Saída da fase 
menos densa
Saída da fase 
mais densa
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EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
Colunas Não Agitadas => não possuem internos móveis
Coluna Spray (não existe
internos para promover o
contato entre as fases)
Coluna de pratos (internos
para promover o contato entre
as fases – recheios ou pratos)
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EQUIPAMENTOS DE SEPARAÇÃO
Colunas Agitadas => possuem internos móveis
Extratora com contactor de disco rotativo
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5 – CRISTALIZADORES
Equipamentos utilizados na separação sólido-líquido. É gerada uma
solução supersaturada pela evaporação do solvente, cristalizando e
separando a fase sólida. Muito utilizado para a produção de sal e
açúcar.
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REATORES
Definição
Equipamentos onde ocorrem as transformações químicas
na indústria química. Os tipos mais comumente
encontrados são:
�Reator Batelada
�Reator Continuo Agitado - CSTR
�Reator Semi-Batelada
�Reator Plug-Flow - PFR
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REATORES
1 - Reator Batelada
Reator fechado onde os reagentes são postos dentro do
equipamento e a reação ocorre após um certo período
predeterminado de tempo. Após este período os produtos são
descarregados e enviados para as operações seguintes.
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REATORES
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REATORES
2 - Reator CSTR
Reator aberto (entra e sai massa continuamente) onde os
reagentes são continuamente alimentados e os produtos são
continuamente retirados de dentro do equipamento. O meio
reacional é muito bem misturado por meio de um sistema de
agitação, mantendo as propriedades uniformes dentro do reator.
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REATORES
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REATORES
3 - Reator Semi-Batelada
Reator aberto que opera entre o reator batelada e contínuo.
Os reagentes são alimentados como uma batelada e os
produtos (ou um deles, pe., o gasoso) são retirado
continuamente. Existe a possibilidade ainda de um reagente
gasoso ser alimentado continuamente e os produtos retirado
como batelada.
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REATORES
4 – Plug flow
Reator aberto onde um ou mais fluidos reagentes são
bombeados através de um tubo. A reação química se dá
enquanto os reagentes fluem através do tubo.
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REATORES
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SEPARAÇÃO MECÂNICA
Definição
São equipamentos que se utilizam da ação mecânica para
separar fases fluidas ou sólidos de fases fluidas. Por exemplo:
�Centrífugas
�Ciclones
�Filtros
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SEPARAÇÃO MECÂNICA
Centrífugas
Tubular bowl Auto abertura Contínua
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SEPARAÇÃO MECÂNICA
Ciclones => usado para separar sólidos de líquidos e gases
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SEPARAÇÃO MECÂNICA
Filtros => usado para separar sólidos de líquidos e gases
Cartucho
Filtro saco
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SEPARAÇÃO MECÂNICA
Filtro prensa ����
� Filtro em linha