Ejercicio Análisis Pinch
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1 Tarea 7 Junio 2015. 1. En el diagrama del proceso determinar la extracción de datos térmicos de las corrientes de proceso. Nombre Tipo T inicial, ºC T final, ºC FCp, kW/ºC Q, kW REACTOR FLASH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TORRE-1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 TORRE-2 E1 E2 E3 E4 E5 E7 E6 REAC-OUT S2 FEED-2 S4 S5 FEED-1 S7 S8 S9 PRODUCT-1 RECYCLE-1 S12 RECYCLE-2 S14 S15 S16 S17 S18 PRODUCT-2 T=210 T=310 T=180 T=360 T=200 T=280 T=320 T=??? T=180 T=140 T=280 Q=75 Q=100 Q=120 Q=425 Q=100 Q=??? Q=50 T=150 T=150 T=??? T=Temperatura en gados centigrados Q=Carga termica en kW T=280 T=160 Determine también la cantidad de calor integrada (aprovechada) entre las corrientes de proceso (Q integrado =). Así como las cantidades de servicio externo de calentamiento (Q Calentamiento =) y de enfriamiento, (Q Enfriamiento =). Compruebe el balance de calor │∆H calientes - ∆H frías │=│Q calentamiento - Q Enfriamiento │
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En este pdf. se anexa un ejercicio básico para el análisis por el método pinch. se trata acerca de arreglos de intercambiados de calor, dentro de un proceso químico.
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Tarea 7 Junio 2015.
1. En el diagrama del proceso determinar la extraccin de datos trmicos de las corrientes de proceso.
Nombre Tipo T inicial, C T final, C FCp, kW/C Q, kW
REACTOR FLASH
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3
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5
6
7
8
9
10 TORRE-1
123456789101112131415
TORRE-2
E1 E2
E3
E4
E5
E7
E6
REAC-OUT
S2
FEED-2
S4
S5
FEED-1
S7 S8
S9 PRODUCT-1
RECYCLE-1
S12
RECYCLE-2
S14
S15
S16
S17
S18
PRODUCT-2
T=210
T=310
T=180
T=360
T=200
T=280 T=320
T=???
T=180
T=140
T=280
Q=75
Q=100
Q=120
Q=425
Q=100
Q=???
Q=50
T=150
T=150
T=???T=Temperatura en gados centigrados
Q=Carga termica en kW
T=280 T=160
Determine tambin la cantidad de calor integrada (aprovechada) entre las corrientes de proceso (Qintegrado=). As como las cantidades de servicio externo de calentamiento (QCalentamiento=) y de enfriamiento, (QEnfriamiento=). Compruebe el balance de calor Hcalientes - Hfras=Qcalentamiento - QEnfriamiento
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2. En una planta qumica se tiene una red de cambiadores de calor, de acuerdo al siguiente diagrama: Diseo Actual
Un ingeniero de la planta propone una modificacin de acuerdo al siguiente diagrama: Diseo Modificado
Datos de los servicios de calentamiento y de enfriamiento.
Servicios T(entrada), C T(salida), C Costo $ USD/(106kJ)
Coeficiente de pelcula, kW/(m2C)
Con vapor 280 280 2.81 0.5 Con agua fra 20 30 0.496 0.3
El coeficiente de pelcula de las corrientes de proceso es de 0.8 kW/(m2C), La planta opera 350 das/ao. Costo de los cambiadores de calor en $/m2: 6000+700*area0.65. Considere una diferencia mnima de temperaturas entre las corrientes de entrada y salida en los cambiadores de calor Tmin=10C. Determine:
a) Las temperaturas faltantes en la red de cambiadores de calor del diseo modificado. b) El rea y costo de cada cambiador de calor del diseo modificado. c) El ahorro anual por la reduccin del pago de servicio de calentamiento y de enfriamiento, en el diseo
modificado, comparado con el diseo actual. d) Si se usa lo que anualmente se ahorra para pagar el costo de los cambiadores de calor de la red modificada, en
cuanto tiempo se pagan los cambiadores de calor.
T=70 Columna de destilacin
Q=12,320
T=160 T=270
T=205
T=180
Q=2900
T=60
T=120
Q=1800
Q=180
T=422
Nota. T: C Q: kW
Reactor
E1 E2
E3
E4
Q=1800
T=422 T=70
Q=7620 kW
T=160
T=270
T=205 C
T=180
Q=1980 Kw
T=60
T=120
Reactor Columna de destilacin
E5
E6
E7
E8
