Memorial Evaporador

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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
ENGENHARIA QUÍMICA
Evaporação e Cristalização de Hidróxido de Sódio
Disciplina: Operações Unitárias II
Professor: Jeferson Piccin
Acadêmicos: Aline Pasquetti Romio, Júlia Graboski e Pietra Todt
Passo Fundo
2020
1 APRESENTAÇÃO
Este trabalho tem como objetivo cristalizar hidróxido de sódio (NaOH) na forma anidra a partir de 2kg/s de uma solução aquosa com 16% do composto a uma temperatura de 45°C.
Foi projetado um evaporador/cristalizador de Oslo de circulação forçada, onde será utilizado para obtenção do hidróxido de sódio cristalizado.
Este memorial descritivo visa mostrar a descrição do evaporador, seu funcionamento e os cálculos realizados para obter o resultado final.
	Na Figura 1 é apresentado um esquema do projeto para melhor entendimento, mostrando as correntes de entrada e saída dos equipamentos
Figura 1: Esquema de um sistema de Evaporador/Cristalizador de Oslo
 
2 MEMORIAL DESCRITIVO
2.1 EVAPORADOR
A evaporação é a operação onde ocorre a concentração de uma solução pela ebulição de um solvente. O objetivo do processo de evaporação é a concentração de uma solução que consiste em um soluto não volátil e um solvente volátil. Na maioria dos processos o solvente é a água. O processo de evaporação difere do processo de secagem em relação ao produto. Nos evaporadores o produto é líquido, às vezes até com viscosidades altas, enquanto nos secadores o produto é sólido. 
Os evaporadores podem ser classificados de diversas formas, dependendo do processo de transferência de calor ou do escoamento ou ainda em função da condição da superfície de troca térmica.
2.2 Evaporador/Cristalizador
A forma de atingir a sobressaturação num cristalizador, partindo de uma solução saturada do composto que se deseja separar, pode ser por arrefecimento da solução saturada, evaporação do diluente da solução saturada, adição de um segundo solvente reduz a solubilidade do soluto entre outras.
O mais comum a nível industrial é que a cristalização ocorra devido ao arrefecimento ou evaporação da solução mãe. Nestes casos a cristalização começa a acontecer nas paredes do cristalizador.
Os equipamentos dependem da forma como se acontece a sobressaturação. Os equipamentos mais utilizados são tanques de cristalização, cristalizadores com permutador externo, evaporador-cristalizador de circulação forçada mais conhecido como Oslo.
2.2.1 Cristalizador OSLO
É um evaporador-cristalizador de circulação forçada que tem como principal vantagem a capacidade de produzir cristais em leito fluidizado que não está submetido a métodos de circulação mecânica, como mostrado na Figura 3. Um cristal em uma unidade OSLO crescerá sem impedimentos, até o tamanho que seu tempo de permanência no leito fluidizado permitir. O 
resultado é que um cristalizador OSLO cultivará os maiores cristais, em comparação com outros tipos de cristalizadores.
Figura 3: Cristalizador OSLO
2.3 Termocompressor mecânico
Um termocompressor é um equipamento utilizado para aumentar um vapor de baixa pressão a pressões mais altas. Isso maximiza a eficiência energética, retendo a energia no vapor de baixa pressão enquanto aumenta sua pressão misturando-o no vapor de alta pressão.
A energia retida é convertida em energia dinâmica na forma de velocidade e depois volta de velocidade em pressão. Isso significa que uma queda na pressão resultará em um aumento na velocidade, ou uma queda na velocidade resultará em um aumento na pressão inversamente.
3 MEMORIAL DE CÁLCULOS
3.1 BALANÇOS DE MASSA
3.1.1 Balanços de massa do sistema
Dados:
	 kg/s
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
	
VC 1:
				
 kg/s
	
 kg/s
VC 2:
				
			
 kg/s
	
	
VC 3:
				
			
 kg/s
	
	
3.2 BALANÇOS DE ENERGIA
3.1.1 Calor específico
0,85557197
0,78834914
0,74294861
0,723712
3.1.2 Cálculo das entalpias
Kj/kg
0,723712
Kj/kg
2632,98Kj/kg (TABELADO)
2269,6 Kj/kg 
3.1.2 Entrada do evaporador
64,82818 °C
3.1.2 Cálculo S da caldeira
 kg/s
3.1.2 Calor da caldeira
Kw
3.3 ECÔNOMIA
3.4 TERMOCOMPRESSOR
3.4.1 Desempenho de recompressão
3.4.2 Vapor de saturação após recompressão
3.4.3 Troca térmica
 kJ/s
3.4.4 Vapor requerido
3.4.5 Economia de vapor
3.5 AMBIENTAL
Para a parte ambiental foi relacionado o quanto de lenha precisamos para gerar uma tonelada de vapor e também quantas árvores são necessárias para obtermos uma quantia de lenha.
4 CONCLUSÃO
Sabendo que o consumo de vapor da caldeira (S) era de 1,95 kg/s e com o sistema de redução o nosso vapor requerido (VR) é 1,50 kg/s, concluímos então que o sistema novo conseguiu reduzir aproximadamente 23% do consumo necessário de vapor.
Na perspectiva ambiental conseguimos reduzir o corte de 6 árvores por dia ou 3000 kg de lenha. 
5 REFERÊNCIAS
GEANKOPLIS, C.j.. Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. 3. ed. México: Cecsa, 1998. 1024 p.
LIMA, Luiz M. Q. Lixo – tratamento e biorremediação. 3ª edição. Editora Hermus
MCCABE, Warren L.; SMITH, Julian C.; HARRIOTT, Peter. Unit Operations of Chemical Engineering. 5. ed. Singapore: Mcgrawl-hill, 1991. 1154 p.
RUEDIGUER, Rodrigo. Uso racional do vapor na indústria. Bermo, condução e controle de fluidos.
1,95kg/s de vapor1,5kg/s de vapor
56,21ton/dia de vapor43,26ton/dia de vapor
13130,49kg de lenha10106,17kg de lenha
26árvores20árvores
SISTEMA INICIALSISTEMA COM ECONOMIA
8 horas por dia8 horas por dia
233,6 kg de lenha/ton de vapor
2 árvores = 1000 kg de lenha