Relatório Coluna de Adsorção de Vapor

Prévia do material em texto

10
FACULDADE METROPOLITANA DE GUARAMIRIM
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
CRISTIAN GERSON
MARCIO FERRARI
WESLY VOLPI
RELATÓRIO DE PRÁTICA DE LABORATÓRIO
Vaporizador em Potência Minima
Guaramirim
2016
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1 – Coluna de Adsorção................................................................................................. 5
Figura 2 – Ciclos da Silica........................................................................................................ 8
Figura 3 – Percentual de Umidade Media Após o Recheio da Coluna......................................8
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Vaporizador em Potência Baixa............................................................................. 7
Tabela 2 – Vaporizador em Potência Média............................................................................ 7
Tabela 3 – Vaporizador em Potência Máxima......................................................................... 7
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO	7
1.1 objetivo geral	7
1.2 objetivos específicos	7
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA	8
2.1 SUBTÍTULO (SEÇÃO SECUNDÁRIA)	8
2.1.1 Subtítulo (Seção terciária)	8
2.1.1.1 Subtítulo (Seção quaternária)........................................................................................9
3 METODOLOGIA	10
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO	11
5 CONCLUSÃO	12
REFERÊNCIAS	13
APÊNDICE A – INSTRUMENTO DE COLETA DE DADOS	14
ANEXO A – NORMA NBR XXXX	15
1 INTRODUÇÃo
A operação unitária denominada de evaporação consiste em através da mudança de fase de um fluido concentrar uma solução e eliminar um solvente (McCabe, 1982). O principio ocorre na aplicação de um solvente que em sua grande maioria utilizamos a agua, visto que na evaporação queremos concentrar uma solução de um produto não volátil de uma solução volátil. Um dos processos de grande aplicação da evaporação encontramos a dessalinização, onde podemos operar com varias formas de estágios onde temos como objetivo a agua potável, sendo gerado como subproduto o sal.
Nesta operação acontece por primeiro uma transferência de calor do meio calefator para a solução, onde esta transferência ocorre através de uma superfície solida ou, como em muitos casos este aquecimento é realizado através de um gás. Quando chegamos ao fim da operação temos a cristalização, também uma transferência de massa e calor entre o solvente os sólidos presentes.
 
1.1 objetivo geral
Verificar a retirada e umidade do ar com sílica.Descrever o objetivo geral do trabalho.
1.2 objetivos específicos
Verificar e medir a variação d umidade relativa do ar na passagem e entrada e saída co sílica, variando as potencias do evaporador.
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 MATERIAIS
2.1.1 Equipamentos
A coluna de adsorção utilizada em nosso experimento é a xp1510-7, composta por quatro estágios, em sua base possui um reservatório e um umidificador, logo após este primeiro estágio possui uma entrada para a umidade com uma abertura para inserção do higrômetro, mais acima a coluna possui o recheio de sílica separado por uma tela fina. Em cima do compartimento do recheio temos o quarto estágio formado no topo por um exaustor para acelerar a adsorção da umidade na sílica forçando o fluxo de ar e uma abertura para medir a umidade com o higrômetro. Todos os estágios são fixados por braçadeiras parafusadas que podem ser removidas para a troca do recheio.
Exaustor
Abertura para o higrômetro
Recheio de sílica
Umidificador com reservatório de água
Coluna de adsorção
2.1.2 MATERIAIS
Higrômetro
Cronômetro
Água
2.2 METODOs
Realizamos a troca do recheio de sílica da coluna, retirando a sílica úmida e adicionando um recheio de sílica seca. Depois de realizado a troca, ligamos o umidificador na parte inferior da coluna e Acionamos também o ventilador no topo da coluna, aguardamos por 5 minutos para estabilização, após este tempo realizamos um ciclo de 5 medições do percentual de umidade e temperatura na parte inferior e superior da coluna com um intervalo de 1 minuto entre cada medição e 5 segundos para estabilização do higrômetro.
O ensaio foi repetido por três vezes variando a potência do umidificador em cada ciclo realizado, no primeiro ciclo realizamos o ensaio com o umidificador em potência mínima, no segundo ciclo realizamos as medições com o umidificador em potência média e no ultimo ciclo realizamos as medições com o umidificador em potência máxima. Todos os parâmetros exceto a potência do vaporizador foram mantidos igualmente nos três ciclos realizados.
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A coluna de adsorção de vapor composta em seu leito fixo por sílicas em esferas tem um grande potencial de adsorção das moléculas de água. A sílica possui alta porosidade o que permite que esses poros sejam preenchidos pelo material adsorvido até a sua total saturação.
Porém durante esse processo de saturação a coluna vai perdendo sua eficiência de retenção de água com o passar do tempo, abaixo apresentamos a tabela de retenção da umidade da coluna em função do tempo e a perda de eficiência do recheio adsorvente.
	 
	Temp.°F Inferior
	% Um. Inferior
	Temp. °F superior
	% Um. Superior
	Amostra 1
	81
	79,20%
	80,9
	45,50%
	Amostra 2
	82
	76,50%
	82,2
	43,80%
	Amostra 3
	82,4
	70,40%
	82
	43,50%
	Amostra 4
	83,1
	70,70%
	82,9
	43,50%
	Amostra 5
	82
	71,10%
	82,6
	46,50%
	Média 1
	82,1
	73,58%
	82,1
	44,56%
Vaporizador em Potência Minima
	 
	Temp.°F Inferior
	% Um. Inferior
	Temp. °F superior
	% Um. Superior
	Amostra 1
	80,7
	85,40%
	81,6
	47,20%
	Amostra 2
	78,2
	90,70%
	81,6
	44,40%
	Amostra 3
	79,7
	91,50%
	81,6
	46,10%
	Amostra 4
	79,1
	89,70%
	81,6
	45,40%
	Amostra 5
	81,8
	86,90%
	83,1
	43,70%
	Média 2
	79,9
	88,84%
	81,9
	45,36%
Vaporizador em Potência Média
	 
	Temp.°F Inferior
	% Um. Inferior
	Temp. °F superior
	% Um. Superior
	Amostra 1
	80,4
	92,90%
	83,3
	53,00%
	Amostra 2
	82
	96,60%
	85,2
	55,00%
	Amostra 3
	82
	97,20%
	84,2
	57,50%
	Amostra 4
	82,9
	96,40%
	85,4
	56,20%
	Amostra 5
	83,1
	98,10%
	84,4
	56,00%
	Média 3
	82,1
	96,24%
	84,5
	55,54%
Vaporizador em Potência Máxima
A partir dos dados empíricos coletados, calculamos a média na tabela anterior e com os valores dos três ciclos de medições construímos abaixo um gráfico dos valores de umidade medidos após o recheio de sílica da coluna de adsorção.
Gráfico 1:
Percentual de umidade média após o recheio da coluna
Podemos observar pelo gráfico que o percentual de umidade com o passar do tempo foi aumentando, devido á saturação do recheio da sílica na coluna. A sílica tem a propriedade de alterar a sua cor com a variação de umidade, conforme a umidade aumenta sua cor passa de azul para rosa, conforme podemos observar nas imagens abaixo:
Primeiro ciclo
Segundo ciclo
Terceiro ciclo
4 CONCLUSÃO
A prática foi clara e satisfatória, os resultados obtidos foram coerentes, o equipamento se mostrou eficiente e prático, com várias vantagens na indústria , como redução do tempo de secagem dos sólidos retidos, em comparação a sistemas como leito de secagem, redução de custo na implantação, manutenção e no consumo de energia, em comparação a sistemas como leito filtros tipo esteira rotativa, elevada redução nos custos de armazenagem, transporte e descarte (incineração, etc.), principalmente para aplicações em estações de tratamento de efluentes (ETE), possibilita o reaproveitamento do material retido, quando conveniente, permite uma condição favorável de manuseio dos sólidos retidos (torta), se comparado a polpas e lamas com alto índice de umidade, concentra elevada área de filtragem em pequeno espaço físico de instalação, não exige operadores qualificados.
REFERÊNCIAS
MONTEIRO, Prof . Dr,Feliz Pereira, S.C.A. Evaporadores
 Disponível em: <www.dequi.eel.usp.br/~felix/EVAPORADORES.pdf>. Acesso em: 07 mar. 2016.
FOUST, Alan S. Princípios das Operações Unitárias, Instituto de Química UFRJ, Rio de Janeiro, 2013