Diseno de Separador Flash

Diseño de Separador Flash Función: Separar el efluente del reactor en una corriente líquida rica en nitrato de amonio y otra corriente de vapor la cual es rica en agua. Datos: Alimentación (Kg/h)

: 5006.4

Temperatura de entrada (°C)

: 140

Temperatura de operación (°C)

: 110

Presión de entrada (atm)

: 1.5

Presión de operación (atm)

: 0.3

Fracción de vapor

: 0.28



Velocidad del gas dentro del Separador

    √   

Dónde:

Vg: Velocidad del gas dentro del separador [ft/s] K: Constante de separación, 0.2 3

ρL: Densidad del líquido [lb/ft ρG: Densidad del gas [lb/ft

3

]

]

    √      



Flujo volumétrico del gas a condiciones de operación

  

Dónde: Qg: Flujo volumétrico del gas [ft3/s] ρG: Densidad del gas [lb/ft

3

]

MG: Flujo másico del gas [lb/s]

              



Área de sección transversal del separador (A)



Diámetro interno del recipiente (Di)

  √   

        √        

Flujo volumétrico del líquido a condiciones de operación

Dónde:

Ql: Flujo volumétrico del líquido [ft3/s] ΡL: Densidad del líquido [lb/ft

3

]

ML: Flujo másico del líquido [lb/s]



       

Volumen de retención de líquidos (Vl) Dónde:

Vl: Volumen del líquido [ft3] Tr : Tiempo de residencia [min]

         (  )                      



Altura del líquido en el separador (hl)



Altura total del separador (H) Dónde:

h1: Altura del nivel de líquido [ft] h2: Espacio libre entre el nivel de líquido y la boquilla de entrada [ft] h3: Diámetro de la boquilla de alimentación [ft] h4: Altura libre sobre la boquilla de alimentación [ft]

                 Por lo tanto la altura total es:

          



Cálculo de relación de H/D Este valor debe estar en el rango de 2.5 y 5

       

Por lo tanto se acepta los valores determinados.

Diseño de Evaporador Función: Concentrar la solución proveniente del tanque de neutralización de 90% a 97%. Datos: Alimentación (Kg/h) Temperatura de entrada (°C) Temperatura de salida (°C) Presión de operación (atm) Vapor saturado Tipo: Evaporador de película descendente 

Diseño del intercambiador de calor de tubos y coraza 

Calculo del área de transferencia de calor

Dónde:

   

A: Área de calefacción requerida (m2) U: Coeficiente global de transferencia de calor (W/m2.°C) ΔTLMTD: Temperatura media logarítmica (°C)



Calculo de temperatura media logarítmica

     

190°C

190°C 150°C

130°C

ΔT1= 190°C-130°C = 60 ΔT2= 190°C-150°C = 40



       

Datos obtenidos de simulador Chemcad Q= 230 KJ/s U= 0.568 KJ/s.m2.°C



           

Calculo del número de tubos

Donde:  Nt: numero de tubos

Alat: área lateral de cada tubo Asumiendo tubos de longitud estándar de 8 pies de longitud y 1.5 pulgadas de diámetro.

     

De chemcad se obtiene que la carcasa tendrá 12 pulgadas. 

Diseño del separador Para estos datos se utilizó el simulador chemcad obteniendo una altura de 4.5 metros y un diámetro de 1.5 metros.